Das neue Licht

Der Weg war steinig. Anfang der 90er Jahre waren nur zwei Farben denkbar: Rot und Grün. Erst die Entwicklung der blauen LED brachte den Kraftschub: Durch die Addition aller Farben konnte weißes Licht in die Wohnzimmer fluten. Doch Vorsicht – mahnende Worte: Die additiven LEDs werden derzeit in allen Baumärkten für Cent-Beträge verramscht. Der Käufer fällt auf Billigprodukte aus China herein,mit kritischer Herkunft und bescheidener Lichtausbeute, von dem Potenzial moderner Lichtquellen meilenweit entfernt. Die aktuelle Generation der Hochleistungs-LEDs folgt einem anderen Prinzip. Eine blaue LED wird mit einer Phosphorbeschichtung versiegelt – je nach Mischung entstehen unterschiedliche Lichtqualitäten von warm-weiß (Gelb dominiert) bis kalt (Blau dominiert). Eine Silikonlinse über diesem Aufbau bestimmt Abstrahlwinkel und Fokus.

Muss man alles nicht wissen. Entscheidend für jeden Konsumenten sind Beispielrechnungen. Die Hersteller überbieten sich hier regelrecht im statistischen Gutsein. Glaubhaft sind folgende Zahlen und Fakten: Eine 40-Watt-Glühlampe lässt sich durch eine 8-Watt-LEDLampe ersetzen – was einer Energieeinsparung von 80 Prozent entspricht. "Eine 40-Watt-Glühlampe lässt sich durch eine 8-Watt-LEDLampe ersetzen – was einer Energieeinsparung von 80 Prozent entspricht." Der Dritte im Bunde muss vernachlässigt werden: Halogen- Systeme liegen in ihrer Stromgefräßigkeit nicht wirklich unter den Werten der sterbenden Glühbirnen. Watt-Zahlen sind unbestechlich: Vier Halogen-Spots zu 20 Watt entsprechen der Stromgier einer Glühbirne von 80 Watt, zwar bei höherer Lumen-Ausbeute, doch die Verlustleistung der Trafos schlägt ebenfalls auf das CO2 -Konto. Die LED ist dazu konkurrenzlos; sie hält mindestens 25 000 Stunden, für den gleichen Zeitraum müssten 25 Glühlampen geordert werden. Für die Herstellung eben dieser Glühlampen sind 3300 Kilowattstunden Primärenergie erforderlich. Bei der LED sind es nur 700 kWh. Die Lichtausbeute verdoppeln die Forscher derzeit alle zwei Jahre. Aktuell werden Werte bis 100 Lumen pro Watt erzielt – im Labor. Im Alltag leuchten meistens 60 Lm/W. In der praktischen Übersetzung: Eine Hochleistungs-LED kann die Lichtleistung von Neonröhren überbieten, kommt aber nicht an die Helligkeitswerte von Glühlampen heran. Die bekannten 80 oder gar 100 Watt einer konventionellen Birne sind noch nicht realisierbar.

Warum dann überhaupt umsatteln? Weil wir als moderne Menschen weder böse, hässlich, noch dumm sein wollen. Die Vernunft sagt: Die LED macht aus unserer Welt eine bessere – durch deutlich geringeren Energieverbrauch. "Die Vernunft sagt: Die LED macht aus unserer Welt eine bessere – durch deutlich geringeren Energieverbrauch." Die Ästhetik der LED wird uns belohnen durch faszinierende Lichtinszenierungen – alle Fotos auf diesen Seiten berichten darüber. Nicht zuletzt wollen wir alle keinesfalls als Hinterwäldler erscheinen und deshalb schon gern heute die Technik von morgen besitzen. Wir alle? Nein, eine Schere öffnet sich über Deutschland. Denn ironischerweise horten Millionen von Deutschen die Technik von gestern. Wer die aktuellen Meldungen verfolgt, müsste meinen, in jedem deutschen Eigenheim-Keller lagern vierhundert fabrikneue Glühbirnen neben Ravioli-Dosen und der Fibel über Verhaltensweisen bei einem Atomangriff. Als ob das Ende der Welt nahe wäre. Der Aggressor naht. Und hat einen Namen: die Europäische Union. Dabei setzt die EU in ihren Mitgliedsländern den Ausstieg von der Glühbirne äußerst bedächtig durch. Anfang September wurden die Energiefresser mit 100 Watt vom Markt genommen, bis September 2012 müssen selbst die letzten 40- und 25-Watt-Birnen entschwinden. Gut so. Sagen wir, sagen alle Klimaexperten unisono. Die EU-Verordnung bricht eine quälende Untätigkeit. Der amerikanische Kongress ehrte Thomas Alva Edison mit einer Goldmedaille –für seine „Verdienste in der Forschung“. Heute würden die Abgeordneten Edison in eine Zelle schicken. Sein Patent von 1880 hat die Welt in eine Krise gestürzt: Die Glühbirne frisst an den Ressourcen der Erde, sie verbrennt den Großteil ihrer Energie in Form von Wärme, ihrem Kerngeschäft geht sie mit einer Effizienz von gerade einmal fünf Prozent nach. Ein Trauerspiel. Dem man über ein Jahrhundert zugeschaut hat, weitgehend tatenlos. Die Glühbirne hat uns bequem gemacht, sie ist in der Anschaffung billig, die Rechnung der örtlichen Stromanbieter wird stets später aufgetischt. Auf Beleuchtungentfallen weltweit 19 Prozent des Energieverbrauchs. Die ganz große, umfassende, globale Rechnung um die Glühbirne möchten die meisten lieber nicht wissen. Ganz schlaue Energiesparer haben nachgerechnet: Würden in allen Mitgliedsländern der EU die Glühbirnen über Nacht gegen ökologisch korrekte Lampen ausgetauscht – man könnte 39 Milliarden Kilowattstunden pro Jahr einsparen und gleich vier Kernkraftwerke abschalten.

Super. Aber eine Milchmädchenrechnung. Denn beim zweiten Nachdenken wird es unangenehm: Als „ökologisch korrekte“ Leuchtmittelgelten jene weit verbreiteten, mit Quecksilber bedampften Energiesparlampen, die nach einer weiteren EU-Verordnung wegen ihrer Giftstoffe gesondert entsorgt werden müssen. Was die Deutschen mit erstaunlicher Faulheit eben nicht tun. Eine Energiesparlampe gilt als „gut“, also kann sie auch nichts Böses anrichten, wenn sie im Hausmüll landet. Nur zehn Prozent der Deutschen tragen ihre alten Sparfunzeln tatsächlich zum Wertstoffhof. Zum Vergleich: Die ewig vorbildlichen Schweden führen die Statistik mit 89-prozentiger Entsorgungs-Korrektheit an.

Gar nicht zu reden von jenen grausamen Verbrechen, die Sparlampen in vielen Wohnräumen der westlichen Welt unvermindert anrichten – das große diffuse, charakterlose Gutmenschen-Licht. Mahnende Worte II: Wer die Glühbirne beerbt, ist noch nicht entschieden. Vermutlich wird eine Spaltung die Deutschen erfassen. Die Besserverdiener investieren in LED-Schönheit, die unteren Einkommensschichten verfallen noch tiefer in den Sog der ästhetisch wie ökologisch bösen Energiesparlampen. Die zu aller Last auch noch unsere Psyche verändern können. Alexander S. Kekulé ist Professor für Medizinische Mikrobiologie in Halle und wettert klar gegen die „nervigen Neonfunzeln“: „Das Licht herkömmlicher Glühbirnen ist eine Mischung aller sichtbaren Wellenlängen und ähnelt dem der Abendsonne – wegen seines hohen Rotanteils wird es als ,warm‘ empfunden.“ Energiesparlampen seien dagegen „zusammengeknäulte Neonröhren“, die kein kontinuierliches Spektrum ausgeben, sondern einzelne Wellenlängen. Das Sparlicht beeinflusst unseren Tag-Nacht-Rhythmus, verwirrt die Ausschüttung des schlaffördernden Hormons Melatonin und des Stresshormons Kortison. Kekulé: „Aus Untersuchungen bei Schulkindern steht fest, dass die spektrale Zusammensetzung des Lichtes die Konzentrationsfähigkeit und das Aggressionspotenzial beeinflusst.“ Ganz offen spricht der Biologe aus: „Offenbar soll im Wahlkampfjahr vermieden werden, dass dem genervten Bürger ein Licht aufgeht.“ In diesen Zusammenhang erhalten die süffisant gemeinten Worte von Angela Merkel (anlässlich der IFA und des geforderten Wechsels zum digitalen Fernsehen) einen neuen Unterton: „Erst einmal muss der Schmerz über den Verlust der Glühbirne beim deutschen Volk verklungen sein, bevor wir sozusagen die nächste Wegnahmebewegung haben. Ich habe nämlich den Eindruck, die Sache mit der Glühbirne ist ungefähr so schmerzlich wie vor Jahren die mit der Postleitzahl.“ Gretchenfrage: Wie hält es die LED mit ihren psycho-sozialen Eigenschaften? Hier streiten sich die Geister auf hohem Niveau. Rein technisch ist es möglich, durch Beimischungen in der Substratebene jede Qualität des Lichts zu erschaffen. Eben auch „warme“ Farbtöne. Trotzdem wird dem Licht jene Aura fehlen, die wir mit Lagerfeuerromantik assoziieren. Warum? Der Designer Axel Meise bringt es in unserem Interview auf den Punkt: „Weil LED das Licht künstlich erzeugt, über einen Leuchtstoff. Die gute alte Glühbirne und auch die neuen Halogen- Lichtquellen bieten dagegen ,natürliches‘ Licht mit vollem, als angenehm empfundenem Spektrum.“ Im Kern geht es um den alten Kampf digital gegen analog. Jeder Trend wird immer auch von seinem Gegentrend unterfüttert. Die CD ist tot, es boomt die Schallplatte. Die LED kommt, wann kehrt die Glühbirne wieder?

Wahrscheinlich nie. Denn die LED ist keine statische Erfindung. Sie wandelt sich, sie ist in den Laboren bereits veraltet. Der Autozulieferer Hella kann ein zukunftsweisendes Lied hiervon singen. Für die Autoindustrie ist die LED ein Gottesgeschenk: Sie lässt sich platzsparend selbst auf kleinstem Raum verstauen und ist zudem weitgehend immun gegen Erschütterungen. Vor allem sieht eine LED-Leiste fesch und futuristisch aus. Schaut her, hier braust die Zukunft. Kein Autohersteller auf der jüngsten IAA konnte der Image-Kraft der LED widerstehen. Der Haken war – bislang – jedoch, dass die LED nur zur Signalleuchte taugte, und das einzig in der Luxusklasse wie beim Audi R8. „Wir erwarteten jedoch den Durchbruch in die Mittelklasse“, sagt Steffen Pietzonka, Marketingleiter Licht bei Hella. Wieder seien die Japaner vorn. Toyota schickt ausgewählte Modelle mit „Hybrid- Licht“ auf die Straßen: Neben den Blinkern funkeln LEDs auch im Standlicht. Erst in einem weiteren Schritt ist an ein Fernlicht per LED zu denken. Hier muss die Lichtausbeute noch ein entscheidendes Quantum zulegen – und nicht zuletzt die Preisrelation stimmen.

Apropos Preis: Das perfekte Beispiel für uns Endkunden kommt aus dem Hause Philips . Eine Hochleistungs-LED mit handelsüblicher E27-Schraubfassung geht derzeit für 50 Euro über den Ladentisch. Die vergleichbare Glühbirne gibt es – noch – für ein Hundertstel. Also doch noch schnell einen Vorrat im Keller anlegen? Eben nicht, denn ein weiteres Argument pro LED kann man gar nicht oft genug anführen: Die Lebenszeit einer LED liegt um mindestens das 25-Fache höher als die einer Glühbirne. Was bislang ein echter Haken war: Eine LED verströmte in ihren ersten Arbeitsstunden wundervoll helles Licht, versank nach wenigen Wochen aber in den Status eines Glühwürmchens. Ein Problem, das bei allen aktuellen Top-Herstellern aber gelöst wurde.

Also in LED investieren? Klares Ja. Das gilt nicht nur für Privatleute, sondern für ganze Industriezweige. Das Ende der Glühbirne ist ethisch wie juristisch besiegelt. Die Nische muss gefüllt werden – auch marktwirtschaftlich. Analysten rechnen für die LED mit einem zweistelligen Milliardenmarkt bereits ab 2010, vor allem aber mit jährlichen Zuwachsraten um 35 Prozent. Die alten Platzhirsche werden auch die neuen sein: Osram und Philips haben die Nasen vorn und bereits erste konsumfreundliche Produkte in den Regalen. Das Potenzial ist so groß, dass in diesem Markt auch Quereinsteiger mitschwimmen wollen, beispielsweise Panasonic und Toshiba. Bei Osram beträgt der Marktanteil der LED derzeit schon fünf Prozent. Vorstandsvorsitzender Martin Goetzeler: „Leuchtdioden sind das energieeffiziente Licht der Zukunft.“ Bis 2020 soll die Leuchtdiode bei Osram mindestens 40 Prozent des Lichtmarktes erobert haben.

Die Reize sind stark. Wer auf LED baut, muss sich um Wartungsfragen keine Sorgen machen. Weshalb die „öffentliche Hand“ sich bereitwillig öffnet: Ganze Kleinstädte wetteifern darin, ihre Straßenlaternen auf LED umzustellen – sieht gut aus, spart Folgekosten, verleiht positives Image. In Hamburg geht die Polizei bereits mit LED-Blaulicht auf Verbrecherjagd. Der Bund kann da nicht nachstehen und bescheint das Allerheiligste, den Bundestag, ebenfalls mit LED-Power. Zeitgleich steigen die großen Warenhäuser um. Nicht nur wegen der sinkenden Wartungskosten. Im LED-Schein lassen sich auch perfekt Nahrungsmittel inszenieren – ohne Wärmeentwicklung, was ganzen Kühlregalen zu neuer Showgröße verhilft. Der globale Aspekt: Die LED kann auch Wunder in den Entwicklungsländern bewirken. Sie ist robust, stromsparend. Allein in Afrika haben 500 Millionen Menschen keinen Zugang zu einem Stromnetz, weltweit sind es 1,6 Milliarden. Philips hat hier den Testversuch „My reading light“ gestartet, in dem ein LED-Modul mit einer Solarfläche und einem Akku kombiniert wird. Tags über laden, in der Nacht Bücher studieren.

Abermals: Die LED ist keine statische Erfindung. Für viele Branchenkenner ist sie sogar nur eine Übergangslösung. Der nächste Schritt wird die eigentliche Revolution bringen. Die „Organic Light Emitting Diode“ setzt ein O vor die LED und überwindet den Lichtpunkt. Während eine LED immer nur als einzelnes Glühwürmchen auftritt, besteht eine OLED aus mehreren organischen Schichten, die unter Strom gesetzt als leuchtende Flächen erscheinen. Vorsicht Missverständnis: Unter „organisch“ sollte man sich keine Ansammlung von leuchtenden, durch Strom gequälten Bakterien vorstellen – „organisch“ rangiert für Wissenschaftler als Synonym für Kohlenstoffverbindungen. Klingt wie eine Utopie, ist in der Handy- und Walkman- Branche aber bereits Standard, im Kleinstformat. Der nächste Schritt ist nah: OLEDs werden im Labor bereits gedruckt – was den Spielraum dramatisch erweitert. Als Vision existieren bereits leuchtende Tapeten und aufschimmernde Fensterscheiben. Die Lichtquelle löst sich vom Schraubsockel unter der Decke. Viel wurde darüber geschrieben, Insider beschwichtigen jedoch. Für Kristin Knappstein, Business Development Manager OLED bei Philips, ist an ein Leben mit leuchtenden Tapeten frühstens in zehn Jahren zu denken.

Zum Schluss kommt wieder jener eingangs genannte deutsche Physiker ins Spiel, der bereits vor 133 Jahren mit Strom und Kristallen hantierte. Ferdinand Braun war auch der Erfinder der „Braun’schen Röhre“ – der Basis für unser Fernsehen. Genau hier setzt der nächste Quantensprung der LED an. Nutzt die Industrie für Computerbildschirme und Fernseher in einem ersten – und derzeit lautstark als Fortschritt gefeierten – Schritt LEDs zur Hintergrundbeleuchtung, so soll bald die AMOLED bildgebend unser Leben beeinflussen. Die (einatmen) „Active Matrix Organic Light Emitting Diode“ (ausatmen) erschafft selbstleuchtende Bildschirme, die alle Farben wiedergeben können – eben nicht nur eine simple Hintergrundbeleuchtung bieten. Die Hyper-Vision zeigt schon eine Tapete, die nicht nur unsere Abende erhellt, sondern auch unser Heimkino ist. Also der superflache Fernseher zum Aufkleben. Ein Wunder, die maximale Faszination. Wer jetzt mit Geldkoffer zum Fernsehhändler um die Ecke aufbrechen will, wird enttäuscht. Für alles Gold der Welt gibt’s keine Fernseher-Tapete zu kaufen. Der Elektronikkonzern LG stellte zwar auf der diesjährigen IFA ein AMOLED-Display vor, mit der sagenhaften Dünne von nur einem Millimeter. Das gute Stück ist aber als reines Showmodell den Forschern entrissen worden. Ohne schützende Hülle würde es in sich zusammenbrechen. Zudem erreicht der Winzling nur eine Lebendgröße von 15 Zoll, macht 38 Zentimeter in der Diagonale. Die selbstleuchtende Kino-Tapete werden wir als Erbe unseren Kindern hinterlassen.