新能源一級學科設置的論證與思考

新能源學科是開發(fā)、轉(zhuǎn)換與利用太陽能、生物質(zhì)能和風能等可再生能源的學科。其所涉及的核心問題體現(xiàn)在2個層面：一是如何實現(xiàn)太陽能、生物質(zhì)能和風能高效轉(zhuǎn)換與規(guī)?；?；二是如何高效運行和管理太陽能、生物質(zhì)能和風能等分布式能源設施。為了解決上述問題，新能源學科需要融合工學與理學等不同門類的知識，綜合應用各種科學和技術(shù)手段。因此，新能源學科是一個典型的交叉學科。

從實踐層面看，新能源這種以陽光、生物質(zhì)和風為載體的能源已持續(xù)存在數(shù)億年。史前文明時期，人類便發(fā)明了“鉆木取火”這種原始的生物質(zhì)利用方式，至今生物質(zhì)能依然是人類所消耗的第四大能源。

從學科發(fā)展層面看，隨著化石能源利用導致的環(huán)境問題日益凸顯，可再生能源重新受到了人類青睞。20世紀末以來，可再生能源以“新能源”的形式不斷崛起。奧巴馬上臺后美國推出的能源新政，2009年中國出臺的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，均將開發(fā)利用新能源提升為國家戰(zhàn)略。

目前，新能源學科的研究和實踐范圍大大擴展，其學科外延從對傳統(tǒng)能源和動力的簡單替代，向燃料替代、電力替代、動力替代全面拓展，尤其是在即將到來的以信息技術(shù)和新能源技術(shù)結(jié)合為基本特征的第三次工業(yè)革命時期，新能源更是被賦予了推動經(jīng)濟發(fā)生深刻變革的使命。

學科發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國高等學校已有3個層次的新能源人才培養(yǎng)體系：博士學位、碩士學位、學士學位。據(jù)統(tǒng)計，2014年我國開展新能源人才培養(yǎng)的博士點64個、碩士點68個，本科專業(yè)培養(yǎng)點60余個，覆蓋全國62個學位授予單位，其中高校為59個。

本科層面專業(yè)設置情況：1981年，河南農(nóng)業(yè)大學、沈陽農(nóng)業(yè)大學在農(nóng)業(yè)機械化專業(yè)下面開設了農(nóng)村能源方向，后改為農(nóng)村能源開發(fā)與利用工程專業(yè)，培養(yǎng)生物質(zhì)能、太陽能和風能方面的本科人才。1998年本科專業(yè)目錄修訂過程中，該專業(yè)與農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境專業(yè)合并成農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)（081903）。目前該專業(yè)主要開設在農(nóng)業(yè)院校。2006年華北電力大學在工學能源動力類專業(yè)下增設風能與動力工程本科專業(yè)（080507），之后河北工業(yè)大學、河海大學、長沙理工大學、蘭州理工大學、內(nèi)蒙古工業(yè)大學亦先后開設了該專業(yè)。2010年教育部批準設置新能源科學與工程專業(yè)（080512S），為能源動力類專業(yè)下的試辦專業(yè)。首批批準11所高校開設該專業(yè)。2012年教育部進行本科專業(yè)目錄修訂，將風能與動力工程專業(yè)整合到新能源科學與工程專業(yè)（080503T），據(jù)不完全統(tǒng)計，目前開設新能源科學與工程專業(yè)的高校有60余所。

研究生層面學科設置情況：新能源相關(guān)學科的設置跨工學和理學兩大門類，分布在10個一級學科下，且除了設在農(nóng)業(yè)工程一級學科下的農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程（082803）是《授予博士、碩士學位和培養(yǎng)研究生的學科、專業(yè)目錄（2008版）》正式設立的二級學科外，其他均是自主設置的二級學科或交叉學科，這些學科名稱混雜重疊，令社會、學生、家長，甚至專業(yè)人士都感到困惑。詳見表1。

存在的問題

在我國現(xiàn)行的學科目錄中，新能源學科的主要研究領(lǐng)域被劃分在不同的學科門類中分別發(fā)展。這種局面存在如下問題：

（1）不利于我國新能源學科在更高的平臺上匯聚優(yōu)秀人才、在更廣的視野下凝練學科方向，制約了我國新能源學科建設水平的整體提升以及產(chǎn)業(yè)服務功能的全面增強。

（2）不利于進一步提高新能源人才培養(yǎng)和學位授予質(zhì)量。新能源一級學科平臺的缺失，使這個發(fā)展迅速且綜合性極強的交叉學科不能很好地整合學科的內(nèi)涵和外延，阻礙為學生構(gòu)建系統(tǒng)和完整體現(xiàn)新能源專門知識的人才培養(yǎng)體系，進而影響新能源人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

（3）不利于學科專業(yè)的規(guī)范管理。目前新能源學科設置十分混亂，涉及10個一級學科，基本上都屬于自主設置學科。而且，即使是設置在同一個一級學科下的自主設置學科，名稱也不盡相同，十分不利于規(guī)范管理。

（4）不利于國際交流。由于現(xiàn)行開展新能源教育的學科專業(yè)名稱多樣，容易導致在國際交流中產(chǎn)生不必要的歧義，影響對外交流渠道的進一步暢通和實際效果。

增設的必要性及發(fā)展前景

增設新能源一級學科的必要性體現(xiàn)在以下4個方面：

（1）符合人類文明發(fā)展方向。人類已進入生態(tài)文明發(fā)展階段，中國已將生態(tài)文明建設列入了國家發(fā)展戰(zhàn)略。建設生態(tài)文明需要解決人類發(fā)展需求與自然資源環(huán)境承載力之間日益尖銳的矛盾，這需要新的技術(shù)革命或工業(yè)革命，而新能源被認為是人類實現(xiàn)第三次工業(yè)革命的主要支撐，因此，新能源承載著人類發(fā)展的希望。

（2）符合教育和學科發(fā)展的規(guī)律。學科的發(fā)展歷史表明，“傳統(tǒng)文理學科—現(xiàn)代科學技術(shù)—交叉學科演化”是學科發(fā)展的主線。新能源學科是一個具有很強交叉特征的學科，建設該學科符合學科發(fā)展規(guī)律。

（3）符合國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對新能源人才的旺盛需求。新能源產(chǎn)業(yè)是我國規(guī)劃發(fā)展的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢必推動人才需求。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署發(fā)布《綠色就業(yè)：在可持續(xù)低碳世界的體面工作》報告，到2030年太陽能光伏、風能和生物燃料領(lǐng)域創(chuàng)造的就業(yè)崗位將分別達到630萬、210萬和1200萬。

（4）符合中國在國際新能源技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的地位。中國已成為在新能源領(lǐng)域發(fā)展速度最快的國家之一。隨著經(jīng)濟的快速增長對能源需求的持續(xù)增加，中國在未來世界新能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中將會發(fā)揮引領(lǐng)者的作用。新能源一級學科的設置將有助于鞏固中國在新能源技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的大國地位。

新能源學科的發(fā)展前景與時代背景和人類命運息息相關(guān)。目前，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為全人類的共識，能源緊缺、氣候變暖、環(huán)境污染是人類面對的共同挑戰(zhàn)。節(jié)能減排、生態(tài)文明已經(jīng)成為中國的基本國策。新的時代與新的需求呼喚新的人才。根據(jù)國際綠色和平組織與歐洲可再生能源理事會研究，到2020年，新能源將創(chuàng)造超過650萬個工作崗位，是現(xiàn)有新能源工作崗位的3倍。

主要研究方向、內(nèi)容和二級學科設置

新能源可設3個二級學科或研究方向：太陽能轉(zhuǎn)換利用技術(shù)與工程、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)與工程和風能與動力工程。

（1）太陽能轉(zhuǎn)換利用技術(shù)與工程。主要研究太陽能規(guī)?；盟媾R的能量轉(zhuǎn)換及傳遞過程各個環(huán)節(jié)所需的新理論、新設備、新循環(huán)、新工藝、新材料等，解決太陽能光熱、光電和光化學轉(zhuǎn)換，以及能量儲存、傳遞過程強化及控制所面臨的問題，提高太陽能轉(zhuǎn)換利用效率。

（2）生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)與工程。主要研究生物質(zhì)規(guī)?；盟媾R的能源轉(zhuǎn)化及利用過程各個環(huán)節(jié)所需的新理論、新技術(shù)、新工藝、新設備等，解決生物質(zhì)燃燒及發(fā)電、熱化學轉(zhuǎn)化和生物轉(zhuǎn)化制取生物燃料所存在的問題，提高生物質(zhì)轉(zhuǎn)化及利用效率。

（3）風能與動力工程。主要研究風能規(guī)?；盟媾R的能量轉(zhuǎn)換及風資源預測所需的新理論、新技術(shù)、新工藝和新設備，以及規(guī)?；L能接入后對電力系統(tǒng)的影響與交互作用機理，解決大型風力發(fā)電機組在設計、制造及風力發(fā)電場功率預測方面存在的問題，不斷提高風能轉(zhuǎn)換利用效率。

與相近一級學科的關(guān)系

與新能源相近的一級學科有動力工程及工程熱物理（0807）、電氣工程（0808）和農(nóng)業(yè)工程（0828）等。新能源與動力工程及工程熱物理聯(lián)系緊密，它們在研究中有共同的目標和交叉的研究領(lǐng)域，但從學科的現(xiàn)實以及未來的發(fā)展趨勢來看，新能源學科又與動力工程及工程熱物理學科有著根本性差異。

動力工程及工程熱物理學科是一門研究能量以熱的形式轉(zhuǎn)化的規(guī)律及其應用的技術(shù)科學，它研究各類熱現(xiàn)象、熱過程的內(nèi)在規(guī)律，并用以指導工程實踐。其傳統(tǒng)分支學科包括工程熱力學、熱機氣動熱力學與流體機械、燃燒學、傳熱傳質(zhì)、多相流等。為了滿足持續(xù)發(fā)展的需求，人們在傳統(tǒng)能源科學基礎(chǔ)上不斷開拓新的研究熱點和新學科分支，形成了新能源學科。但是，隨著新能源學科的快速發(fā)展，動力工程與工程熱物理學科的內(nèi)涵已難以涵蓋新能源學科。突出體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，研究范疇不同。動力工程與工程熱物理學科的核心在于研究“能量以熱的形式轉(zhuǎn)化的規(guī)律”，而新能源學科研究重點是“能量以光、機械和化學能等形式轉(zhuǎn)化的規(guī)律”。

第二，研究對象不同。動力工程與工程熱物理學科的研究重點在于能量轉(zhuǎn)換過程，而新能源學科研究對象涵蓋新能源資源、新能源材料，以及能量轉(zhuǎn)換過程。

第三，服務對象不同。動力工程與工程熱物理學科更多地服務于以化石能源支撐的集中式供能系統(tǒng)，而新能源則以服務于分布式能源系統(tǒng)為主。

新能源與電氣工程學科的差異更大。電氣工程學科是研究電磁現(xiàn)象的規(guī)律及應用有關(guān)的基礎(chǔ)科學、技術(shù)科學及工程技術(shù)的綜合。電氣工程學科涵蓋的內(nèi)容主要是發(fā)電與供電系統(tǒng)，而新能源電力只是新能源學科的一個研究方向，將新能源設置在電氣工程下難以體現(xiàn)新能源學科的整體性。

新能源學科與農(nóng)業(yè)工程學科差異亦十分明顯。農(nóng)業(yè)工程下的農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程二級學科本身就是由農(nóng)業(yè)生物環(huán)境學科與農(nóng)村能源學科合并而成，而農(nóng)村能源專業(yè)更多的是面向農(nóng)村需求，研究生物質(zhì)能、太陽能和風能的小型化，分散式利用。而新能源學科的應用涵蓋工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。

新的時代亟需新的人才。在全球氣候變暖、中國節(jié)能減排壓力加劇、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展等大背景下，社會對新能源人才知識結(jié)構(gòu)和專業(yè)訓練的要求已經(jīng)遠遠超出了動力工程與工程熱物理、電氣工程和農(nóng)業(yè)工程等學科所能提供的范圍。增設工學門類新能源一級學科，是中國實現(xiàn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標的需要，是提升中國在新能源領(lǐng)域國際地位的需要，亦是教育和學科發(fā)展自身的需要。（作者系華北電力大學可再生能源學院副教授）