电力电子技术如何助力能源领域实现“双碳”目标

　　随着我国“双碳”目标的持续推进, 新型电力系统建设进入新的阶段。自2000年起，在台达创办人暨荣誉董事长郑崇华先生和中国工程院外籍院士李泽元教授的共同倡导下，台达设立了“台达电力电子科教发展计划”及“中达学者计划”，助力电力电子技术发展，促进高校电力电子及新型电力系统跨学科发展和人才培养。在台达举办的电力电子新技术研讨会上，李泽元教授向《中国新闻周刊》谈起“电力电子技术如何助力能源领域实现“双碳”目标”。

　　“双碳”目标下，新型能源体系加快规划建设步伐。新型电力系统作为新型能源体系的重要组成部分，是助力能源转型，实现“双碳”目标的关键载体。

　　2023年，我国非化石能源发电装机容量历史性超过化石能源发电装机容量。中国电力企业联合会《2023年上半年全国电力供需形势分析预测报告》数据显示，截至6月底，全国累计非化石能源发电装机容量占比达51.5%。随着非化石能源发电总量和消费总量占比日益提升，构建新型电力系统正变得迫切。

　　中国工程院外籍院士、台达科教两计划主任李泽元教授。

　　“今后二、三十年，会看到大量可再生能源进入电网，变成一个个分布式的微电网，集合成一个大的电网系统。其中，会有很多电力电子设备在智能电网中出现，扮演重要角色。”中国工程院外籍院士、“台达电力电子科教发展计划”和“中达学者计划”主任李泽元说道。

　　科技助力节能减碳

　　“电力电子”一个不太日常的词汇，却已广泛应用于生产、生活的方方面面。为了让这一技术更直观地被理解，李泽元举了一个简单的例子，任何“开关”的概念，如果它的目的不是处理信号，而是处理能量的转变和传输，就涉及到电力电子技术的应用。

　　这意味着，小到我们日常所用的手机充电器、变频空调，大到出行乘坐的电动汽车、高铁，工业领域的电源装置以及清洁能源并网等，都离不开电力电子技术。因此，电力电子技术在能源转换中的效能和质量，直接影响着多行业多领域的节能减碳效果。

　　与李泽元携手合作三十余年的台达集团(以下简称“台达”)，其创办人暨荣誉董事长郑崇华带给他的影响颇深。“三十年以前，可能大家还不太注意电能损耗的问题，郑先生注意到了，并把节能环保的理念传递给了企业的每一位工程师。”

　　在台达创办人暨荣誉董事长郑崇华(左)、中国工程院外籍院士李泽元(右)的大力推动下，台达“科教两计划”已成功实施20余年。

　　创立于1971年的台达，依托电力电子核心技术，从电源与元器件业务起家，如今已从十几人的小公司成长为拥有八万员工的跨国企业，为全球提供电源管理与散热解决方案。李泽元表示，郑崇华几十年来始终保持着对工作的热忱，对技术的热爱，以及节俭的生活态度，影响着台达始终把节能减碳放在企业发展的优先级，在电力电子技术上持续取得创新突破。

　　目前，台达电源产品效率均超过90%以上，通信电源效能达98%，太阳能光伏逆变器效能可达99.8%，车用直流电源转换器效能可达96%;2010至2022年期间，其节能产品累积为全球客户节省约399亿度电，相当于减少2,105万吨二氧化碳排放。

　　“我们曾在多地打造分布式智能电网及储能解决方案，以科技提升电网韧性，希望用行动为能源转型尽一份力。”在郑崇华看来，为了应对气候危机，构建以新能源为主体的新型电力系统，是推动能源清洁低碳转型、助力“双碳”目标的重要途径，这与电力电子学科及技术发展有很大关系。

　　凭借台达在电力电子技术方面的核心优势，郑崇华和李泽元为推动国内电力电子学科教育和人才培养，已倾注了二十余年的心血。李泽元直言，过去二十多年，电力电子技术在中国的发展是出乎他意料之外的。

　　培养“求好”型人才

　　2000年，是中国经济腾飞的转折点，也是中国电力电子学科发展的转折点。在此之前，设置该项学科的国内高校并不多。

　　“电子电子是一门应用型学科，与工业等领域的结合很密切，只要东西做得好，技术转移随时在发生。”李泽元表示，很多企业是发展起来以后，才意识到对电力电子技术的需求。

　　“企业要找人才，首先瞄准了高校的老师。但那时候有经验的老师不多，企业又想把老师挖走。那么电力电子学科怎么振兴?”他向郑崇华建议，如果想在教育方面做点什么事情的话，可以做两件事：一是发展电力电子学科，二是“无条件”地为相关学校提供研究经费。

　　自台达1992年进入中国大陆市场，成立中达电通后，郑崇华一直思忖着，如何发挥企业的力量在教育上做些贡献。

　　在郑崇华和李泽元的共同倡导下，台达于2000年起，先后设立“台达电力电子科教发展计划”“中达学者计划”(以下简称“科教两计划”)，以促进高校电力电子与电气传动等相关学科的人才培养，鼓励在该领域做出创新性研究贡献的杰出学者。该项目先后邀请清华大学、浙江大学、南京航空航天大学、西安交通大学、华中科技大学、上海大学、哈尔滨工业大学、北京交通大学、上海交通大学、合肥工业大学10所重点大学参与，并自2023年起，增邀电力系统著名高校华北电力大学和湖南大学加入。

　　对于合作院校需要具备哪些实力基础，李泽元表示，主要看学校对电力电子学科的重视度。如果重视，我们就再加把力，让他们可以更往前走一步。希望通过台达“科教两计划”，鼓励更多的人才进入电力电子领域。

　　作为一位“高产”的技术型研究学者，李泽元在高频电能转换和电力电子系统领域成就卓越，其所开创的软开关技术、多相式电压调节模块技术均已成为现代电力电子的核心技术，在全世界被广泛采用。而他给新时期青年人才的建议只有一条：“发挥你的能力，保持‘求好’的心态”。在他看来，人的能力是没有止境的，别局限于“我只能做什么”。这一点和台达在节能减碳方面展现出来的“执着”相似。

　　跨界融合 构建新型电力系统

　　当前，全球正加快推进能源结构转型，中国实现非化石能源发电装机容量历史性超过化石能源装机容量，给全球带来了积极影响。国际可再生能源署《2023年可再生能源容量统计》数据显示，中国在2022年贡献了全球可再生能源总容量新增部分的约48%;当年全球三分之二的新增水电产能、45%的新增太阳能产能、一半的新增风电产能和57%的新增生物能源产能部署在中国。

　　随着非化石能源发电总量和消费总量占比日益提升，“构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统”成为大势所趋。而在对新能源的开发和利用中，电力电子技术将起到重要的支撑作用。

　　台达“科教两计划”实施了二十年后，李泽元给郑崇华及台达提出了一个新建议，即推进电力电子与电力系统等其他领域的“跨界融合”发展。

　　“未来的电力系统将比现在的电力系统大好多倍，电力电子是这场转变中的‘主角’。过去电力电子和电力系统是两个不同的领域，他们做他们的，我们做我们的，但今后三十年必须要连在一起共事。”李泽元说道。

　　因此，台达从今年开始，在原有“科教两计划”资助范围基础上，正式启动“电力电子化新型电力系统专项”资助，每年立项2个项目，提供各300万元研究经费，借此鼓励高校跨学科、跨领域合作。

　　以“环保 节能 爱地球”为经营使命的台达，一直将“求变”视为前行的动力。从电视时代的元器件供应商，到PC时代的电源供应器领导厂商，再到现在的环保节能解决方案提供商，近年来其在工业自动化、楼宇自动化、通信电源、数据中心基础设施、电动车充电、可再生能源、储能与视讯显示等多项产品方案领域也逐渐居于重要地位。

　　台达的每次转型既踩在了时代的节拍上，又似乎水到渠成，而背后则是以“求变”的思维，积极探索电力电子核心技术的前瞻应用，为节能减碳、布局未来做好准备。

　　在李泽元看来，当看到一个新趋势出现的时候，企业的应变能力够不够快，愿不愿意走出“舒适区”，去探索一些新东西，这很关键。在此之前，需要有相当长的一段时间做准备，十年、二十年都不算短。