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储能学科建设是储能产业化发展的基石

作者:李建林 来源:未来储能技术创新中心 发布时间:2024-02-21 浏览:

数字储能网讯:国家教育部、发改委、能源局先后印发《储能技术专业学科发展行动计划(2020—2024年)》、《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》等通知,要求统筹整合高等教育资源,加快设立储能技术学科和专业,加快培养储能领域“高精尖缺”人才,推动我国储能产业高质量发展。高校是人才培养的核心阵地,多所高校响应国家号召,更加紧密对接国家能源发展战略的需求,大力推进储能学科建设,积极培养储能领域“高精尖”人才。在相关政策的激励下,西安交通大学率先增设储能专业,随后陆续有北京科技大学、华北电力大学、哈尔滨工业大学等多所学校积极响应号召。截至目前,已有包括华北电力大学、北方工业大学等在内的63所高校设置了储能科学与工程专业,该专业涉及电气与控制工程学院、机械与材料工程学院、信息学院等多个学院中,电力系统、电力电子、新能源、材料学等多个专业课程,是典型的新工科专业。

  储能实验平台搭建是储能学科建设中的重要环节,为此,高校、企业积极开展相关建设,西安交通大学等7所高校获批国家储能技术产教融合创新平台;北京海博思创科技股份有限公司联合北方工业大学、北京理工大学等获批了“北京未来电化学储能系统集成技术创新中心”、参与了国家能源局赛马制研发中心—“国家能源用户侧储能创新研发中心”等多个省部级平台;同时电网公司、发电集团等企业也均设有储能领域相关平台。此外,国内多家研究所成立储能研究中心,中国能源研究会等多个委员会设立储能领域相关行业协会,多家期刊开设储能板块,储能学科相关教材陆续出版,储能行业标准体系也正逐步完善。

  一、储能学科建设应百花齐放、百家争鸣

  储能技术作为二级学科、交叉学科,是典型的针对新兴产业的“新工科”专业,具有较强的综合性。储能领域“高精尖缺”人才的培养涉及物理、化学、材料等基础知识和能源动力、化工、自动化、电气等专业知识和实践技能,亟需打破学科壁垒,建立健全涉及学科交叉的储能专业知识体系。各个高校根据自己的特色和学科基础,采取了不同的培养方案,核心课程也各有特色。西安交通大学立足于本校的能源动力、电气、电子信息、化学、物理学和材料学六个理工类优势学科,编制了“储能科学与工程”的专业知识体系和课程设置。中国矿业大学课程体系围绕储能的专业知识,开展储能原理、电化学储能基础、能源转化原理、储能材料基础、储热技术及应用、储能系统安全管理、储能电池技术、新能源与分布式发电,以及储能系统设计技术等主干课程。北方工业大学依托在电气工程、材料技术、计算机技术等方面的技术优势,迅速组建储能学科团队,开设储能技术硕士专业(代码:085808),储能科学与工程本科专业(代码:080504T);开展《储能技术》、《储能技术经济》等主干课程的教学;筹建新型储能教学、演示实验室;建立全国储能电站大数据中心;搭建分布式储能系统汇聚效应平台;培养了一支充满活力、竞争力的储能核心团队。

  国内各大高校虽依托自身特色,对成立的储能专业在能源动力、电气工程、工程热物理等不同专业下开展建设,实现百花齐放,百家争鸣,但各大高校间差异性的培养方式与培养目标,使国内的储能学科整体建设难以形成合力。为尽快形成成熟、可复制的人才培养机制,应围绕基础理论、系统集成方法、容量规划配置、经济评估、消防安全等诸多方面内容,建立、健全相应理论课程以及选编对应教材,加强储能领域相关实践,增强学生理论联系实际的能力。与此同时,为推动储能学科专业化教学,还应提升教师相关教学知识水平,完善储能学科教师团队结构,实现学生的产教融合性培养。

  二、储能人才培养应接地气、重实效

  高校作为人才输出的主要阵地,在培养储能学科人才方面扮演着关键角色。因此,各高校需在政策的支持下,根据国家战略发展需求,立足我国储能技术发展现状与趋势,聚焦储能技术前沿和关键共性问题,进一步加快储能学科的建设工作;积极探索储能学科人才培养模式,健全储能学科课程体系;联合企业搭建储能实验平台、产教融合实验基地等,为学生实践能力的培养提供平台支撑。储能学科专业的毕业生未来面向的是实际中的工程问题,因此,为使学生学有所用,可以将所学理论知识运用于解决当前和未来将会遇到的实际工程问题,建议在课程实践中以项目实例为中心,借助产教融合基地、储能实验平台等进行实践课程的开展,将解决项目实际问题作为课程最终任务,在解决问题的过程中锻炼学生实践能力。实践课程应贯穿于整个教学过程,在每个学年设置多项项目任务,且随着年级的增长以及知识范围的扩大,项目任务的难度循序渐进地增大,在学生完成所有理论课程的学习后,需到企业进行工程实习,在实习过程中完成项目任务,培养学生在面临工程问题时的独立思考以及实践创新能力。

  三、储能教改举措应旗帜鲜明、大刀阔斧

  首先,应梳理储能技术相关政策文件,调研储能技术学科近年来的发展现状,分析储能技术学科研究热点和国家在储能技术发展战略中存在的人才缺口;其次,应分析国内外高校储能技术学科体系以及师资力量情况,在分析储能领域重点研究方向的基础上,研究储能学科相关课程体系设置以及对应教材,进而探索储能课程体系建设情况;第三,应研究储能技术学科相关实践情况,梳理储能领域相关技术中心、期刊、行业协会的建设现状,进而探索储能技术学科其他学术建设情况,预测储能技术学科未来发展趋势。

  积极探索储能技术学科建设及人才培养机制。立足于目前储能技术学科建设及人才培养过程中遇到的问题,对储能技术学科近年来的发展现状进行梳理和分析,比较国内外储能技术学科发展状况,面向新能源为主体的新型电力系统的发展目标,形成较为科学合理的储能学科培养方案,通过“知识-技能-实践”有机结合,构建储能技术学科的知识体系,建立与储能产业发展紧密连接、适应新工科专业核心知识与能力快速培养构建的储能技术学科创新人才培养与产教融合机制。从社会需求出发,围绕储能学科人才培养目标,构建“校企联合、科教融合”储能学科新型人才培养模式。

  布局储能技术学科课程设置及教材选编。考虑专业知识的交叉和后续专业核心课程对不同领域基础知识需求,打破传统专业壁垒,对储能技术相关专业的核心课程进行系统性分析,考虑专业课程体系的覆盖和侧重、与专业实践体系的衔接等因素,面向储能技术发展及产业应用,探索建立从学科门类基础课→专业基础课→专业核心课→集中实践课梯次过渡的储能学科课程体系,并对核心教材的选编提出建议,帮助储能技术学科的学生建立了一个体系严谨、内容完善的储能技术知识体系。

  建立储能技术学科学生实践能力培养模式。立足储能技术学科建设过程中学生实践能力培养的目标,探索建立科学合理的学生实践能力培养模式,在实验实践中贯彻知识和技能的应用,与课程设计、科研训练等课程组成点-面联动,促进知识技能向实际能力转化。同时,加强理论教学与实践锻炼相结合,探索高校与社会企业联合模式,共享储能领域项目和技术资源,联合共建储能技术教学实践基地,丰富学生实践锻炼活动,提升学生解决问题的能力,培养能够从事储能系统开发、应用和管理的复合应用型人才。

  四、储能今朝犹可忆、未来更可期

  在政府、高校、企业等各方面的共同支持下,我国高校积极开展储能学科的建设工作,但在探索的过程中也发现了诸多问题与困境,针对所面临的问题,本文主要从储能学科体系、人才培养模式、课程体系建设等几个方面展开讨论并给出相关建议:

  (1)储能学科体系:加大储能平台建设力度,促进“产教融合、校企合作”的联合培养模式,加大储能行业强对口人才储备;提供储能学科相关竞赛的平台与机遇,在实践中锻炼学生创新创造能力。

  (2)人才培养模式:围绕储能知识体系培养、工科技能培养、实践能力培养三方面,开展“产教融合、校企合作”人才培养模式,培养出能够从事储能系统开发、应用和管理等的“五维”综合应用型工程人才。

  (3)课程体系建设:进一步完善储能专业教材,形成储能专业知识体系,打破专业壁垒;加大通识教育类与实践类课程比重,借助产教融合基地、储能实验平台等开展实践课程,将项目实例融入到课程教学中。

  (作者:北京未来电化学储能系统集成技术创新中心专家委员会主任委员、北方工业大学教授 李建林)


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