【專業(yè)解讀】儲能科學與工程:“駕馭”能源,“存取”自如
http://ehavn.com  2023年9月15日  來源:陽光高考信息平臺

  有一種技術可以減少火力發(fā)電對大氣的污染;可以保障電網(wǎng)供電的質量和穩(wěn)定性;可以利用波峰波谷差價優(yōu)化電費;甚至結合分布式光伏屋頂,未來發(fā)電多用電少的家庭可以賺錢……這就是儲能給我們帶來的好處。讓我們跟隨西安交通大學國家儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(中心)常務副主任蘭劍老師,華北電力大學能源動力與機械工程學院副院長沈國清老師、儲能科學與工程教研室副主任苗政老師,一起來了解儲能科學與工程專業(yè)。

  一、專業(yè)解析

  讓能源“存取”更自如

  “儲能技術,是指將不同形式的能量進行存儲,再將其轉化成所需的能量形式加以利用的技術,像抽水蓄能、電池儲能都是技術比較成熟的儲能方式,有著不同的應用場景。”據(jù)華北電力大學儲能科學與工程教研室苗政老師介紹,能源的形式有很多,比如機械能、電能、化學能、熱能等。儲能不止是儲電,但目前主要體現(xiàn)在電力應用上。過去當用電負荷增高,電源側發(fā)電能力不足,就會影響電網(wǎng)運行,F(xiàn)在新型電力系統(tǒng)運行模式是以源(發(fā)電)、網(wǎng)(電網(wǎng))、荷(負荷)、儲(儲能)為整體規(guī)劃的,“儲”相當于一個基礎設施,能夠實現(xiàn)調峰、提效,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

  華北電力大學能源動力與機械工程學院副院長沈國清老師說:“通俗地講,儲能就是能量多的時候把它存起來,需要的時候再取出來。儲能技術的發(fā)展讓我們可以擺脫時間和地域的限制,大大增加了人們運用能源的主動性!

  儲能科學與工程學什么?

  儲能科學與工程專業(yè),以能量的存儲即儲能技術為研究對象,是一個多學科深度交叉融合形成的新興專業(yè),具有多樣化的應用背景、多維度的知識體系、多層次的專業(yè)構架等特征。

  西安交通大學該專業(yè)本科階段研究各種儲能技術的原理、儲能材料的開發(fā)與研制、儲能設備的研制與制造、儲能系統(tǒng)的設計及運行策略、其經(jīng)濟性和大數(shù)據(jù)分析等。儲能基礎課程設置了物理、工程力學、計算機、電路、工程圖學、現(xiàn)代電子技術、自動控制理論、儲能化學基礎、儲能原理等。專業(yè)課程設置了儲能熱流基礎、傳熱傳質學、熱質儲存技術及應用、可再生能源及其發(fā)電技術、氫能儲存與應用、儲能材料、電化學基礎、納米材料與能源、新型儲能電池技術、儲能系統(tǒng)設計、電力系統(tǒng)分析、能源互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)儲能應用技術等。

  華北電力大學聚焦規(guī)模化先進儲能+碳中和技術、高效儲能器件研發(fā)、電力儲能裝備與系統(tǒng)集成等研究方向,專業(yè)基礎類課程包括:工程制圖基礎、儲能概論、電工技術基礎、化學基礎原理、工程熱力學、工程流體力學、傳熱與傳質、數(shù)理方程、電子技術基礎、材料科學與工程技術、材料固體理論基礎、數(shù)值分析基礎、電化學工程、自動控制原理、過程參數(shù)檢測及儀表。專業(yè)核心課包括:儲熱技術及應用、儲能電池技術、氫能技術及應用、儲能與綜合能源系統(tǒng)、儲能電站系統(tǒng)等。

  二、專業(yè)與就業(yè)

  人才需求呈井噴式增長

  近年來,隨著智能電網(wǎng)、太陽能/風能等可再生能源發(fā)電、電動汽車和移動式設備等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,能源技術和消費革命不斷升級,儲能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國家能源和社會發(fā)展的重要需求,這也使得儲能領域的人才需求呈現(xiàn)井噴式增長。

  據(jù)西安交通大學國家儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(中心)常務副主任蘭劍老師介紹,到2030年儲能產(chǎn)業(yè)上下游需求人數(shù)共計65.74萬人。目前,我國現(xiàn)有儲能產(chǎn)業(yè)人才較少,2020年儲能從業(yè)人員共計約為17.07萬人,與2030年相比尚有48.67萬人的儲能產(chǎn)業(yè)人才缺口。2021-2030年十年內(nèi),平均每年人才需求超過4.8萬人。從我國人才區(qū)域分布看,2021-2030年間,華北和西北地區(qū)產(chǎn)業(yè)每年人才需求總數(shù)占比約為15%,為7200人。從我國現(xiàn)有儲能人才結構來看,不僅缺少領軍人才、復合型創(chuàng)新人才緊缺,骨干工程人才和基礎人才的存量也不足,人才已經(jīng)成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展和升級的最大軟肋。因此,需要提高我國儲能相關專業(yè)的人才培養(yǎng)數(shù)量和質量,支撐我國儲能產(chǎn)業(yè)轉型升級。

  第一批畢業(yè)生都去哪兒了

  隨著可再生能源的普及,儲能技術在各領域的應用不斷拓展,從汽車動力電池到大型電站乃至航空航天,儲能的應用無處不在。該專業(yè)學生畢業(yè)后,可在新能源裝備、新能源汽車、電力系統(tǒng)、發(fā)電、電池等涉及儲能材料、器件、裝備、應用等領域,從事創(chuàng)新研究、技術開發(fā)、生產(chǎn)設計、工業(yè)制造、項目管理等工作;也可在科研院所和高等院校從事科學研究和教學工作;還可以選擇考研深造。

  西安交通大學第一批就讀儲能科學與工程的2019級本科生將于今年畢業(yè),截止2023年4月底,繼續(xù)讀研深造比例達到89%,深造學校均為西安交通大學、上海交通大學、清華大學等高校。

  華北電力大學在2019級能源動力工程專業(yè)內(nèi)選拔兩個班,從大二開始按照儲能方案進行人才培養(yǎng),第一批學生也將在2023年畢業(yè)。有三分之二的學生選擇繼續(xù)深造,考研方向集中在儲能和熱能,就業(yè)主要面向五大發(fā)電集團。

  三、報考指南

  63所院校開設專業(yè),7個國家產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺

  2020年1月,教育部、國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《儲能技術專業(yè)學科發(fā)展行動計劃(2020—2024年)》,計劃明確要求加快培養(yǎng)儲能領域“高精尖缺”人才,增設若干儲能技術本科專業(yè)、二級學科和交叉學科。同年,西安交通大學獲得教育部批準,增設全國首個儲能科學與工程專業(yè)。

  2021年全國共有25所院校獲批儲能科學與工程專業(yè),2022年14所院校經(jīng)批準備案設置該專業(yè),2023年有23所院校開設該專業(yè)。截止目前,全國共有63所院校獲批開設儲能科學與工程專業(yè)。

  根據(jù)《儲能技術專業(yè)學科發(fā)展行動計劃(2020—2024年)》,國家將大力推動建設若干儲能技術學院或研究院,建設一批儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺。據(jù)華沈國清老師介紹,目前,全國獲批國家儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺的高校共有7所。2021年西安交通大學、天津大學、華北電力大學獲批全國首批國家儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺;2023年哈爾濱工業(yè)大學、重慶大學、中國石油大學(北京)、上海交通大學4所高校,獲批第二批國家儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺。

  加快“高精尖缺”人才培養(yǎng)

  西安交通大學儲能科學與工程專業(yè),依托學校八個理工類優(yōu)勢學科(含三個A+學科),整合課程體系,出版全國首部培養(yǎng)方案《儲能科學與工程本科專業(yè)知識體系與課程設置》,采用本碩博“基礎-專業(yè)-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”梯次遞進的培養(yǎng)方式,大一學生開展儲能專業(yè)通識教育,大一學年末按照熱質儲能、儲能系統(tǒng)和電磁儲能三個模塊,結合個人意愿和綜合成績進行模塊選擇。學生可跨模塊選擇儲能專業(yè)特色課程,全面滿足儲能專業(yè)學科交叉復合型人才培養(yǎng)需要。

  華北電力大學整合動力工程及工程熱物理、電氣工程、材料科學與工程、機械工程、物理學、化學工程與技術等與儲能密切相關的優(yōu)秀專業(yè)師資,成立儲能科學與工程教研室。課程設置方面,學;凇疤卦O專業(yè)+專業(yè)方向+公選課程”的“三層次”模式,構建“大類招生、交叉培養(yǎng)、通專融合”的儲能專業(yè)本科生培養(yǎng)體系,形成點面結合、全校各專業(yè)合力培養(yǎng)儲能人才的機制。

  天津大學儲能科學與工程專業(yè)實施入校后選拔,突破現(xiàn)有專業(yè)和學院的限制,整合化學工程與工藝、應用化學(工)、材料科學與程、功能材料、能源與動力工程、電氣工程及自動化、智能電網(wǎng)信息工程等七個國家一流本科專業(yè),建設儲能科學與工程本科專業(yè),培養(yǎng)儲能領域的“高精尖缺”人才。
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