新能源科學與工程專業(yè)：因時而生，開啟未來

供稿|張欣茹，尹少武，姜澤毅，馮妍卉

當前，我國石油對外依存度70%以上[1]，新能源技術的開發(fā)迫在眉睫，并有望成為未來最重要的經濟增長引擎[2-3]。為配合新能源產業(yè)的發(fā)展，教育部陸續(xù)批準多所高校開設了“新能源科學與工程”專業(yè)，以滿足國家對新能源科學和技術人才的迫切需求。本文將帶領大家了解新能源專業(yè)的研究范疇，學科特點，就業(yè)前景，及北京科技大學新能源專業(yè)的特色。

以“新”為始——新能源科學與工程專業(yè)探秘

新能源的范疇

為應對能源短缺和環(huán)境污染對我國可持續(xù)發(fā)展的制約，習近平總書記提出了推動“能源革命”的要求。2020年9月11日 ，習總書記在“科學家座談會”上進一步指出要大力開發(fā)新能源技術，以應對日益嚴峻的能源匱乏問題[1]。

能源指的是可直接或經轉換提供人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源，簡言之，比較集中的含能物體或能量過程，即為能源；比如我們常見的煤炭、石油、天然氣等都屬于能源的范疇[4]。而新能源(如圖1所示)，指的是剛開始開發(fā)利用，或正在積極研究、有待推廣的能源，這些能源以“新”為特色，如太陽能、地熱能、風能、氫能、生物質能、核能、水能、波浪能、洋流能和潮汐能等。除此之外，通過技術研發(fā)與革新，對傳統(tǒng)能源進行升級與智能化的利用，也就是傳統(tǒng)能源的“刷新”，也屬于新能源技術的研究范疇，比如新型煤炭清潔高效利用技術、油氣資源綜合高效利用技術等[4]。

圖1 新能源專業(yè)的學習范疇

由此可見，新能源技術遍及我們的生產生活，比如在一些日照充足的地區(qū)，人們喜歡在陽臺或房頂上安裝太陽能熱水器，為家庭提供高效便捷的生活熱水；在一些風力強勁的空曠平原或沿海島嶼上，經常能看到數(shù)十米高的風車，為我們日常生活提供電能；除此之外，日益蓬勃發(fā)展的新能源電動汽車、小試牛刀的太陽能動力飛機、嫦娥三號探月器中的核動力電池(圖2)，處處都有著新能源技術的身影，并帶給了我們諸多的驚喜。

新能源專業(yè)的學科特點

圖2 新能源助力現(xiàn)代科技的發(fā)展

由于新能源科學技術涵蓋范疇較廣，因此，新能源科學與工程專業(yè)學科交叉性強、專業(yè)跨度大，學科基礎涉及能源動力、材料、機械、電氣、物理、化學等多個學科，與電子、信息、經濟、管理等學科也密切相關[5]。

通過在新能源專業(yè)的學習，學生們可以掌握能源工程、熱力學、傳熱學、流體力學、動力機械、電工與電子、自動控制等基礎知識，理解能質傳遞、能量轉換與高效利用、能源系統(tǒng)集成與控制的基本概念與規(guī)律，了解風力發(fā)電、光伏電池、光熱發(fā)電、生物質燃料、地熱能、燃料電池、氫能、儲能等常見新能源技術的工藝設計方法與運行調控技術措施，為未來從事新能源產業(yè)領域的工程設計運行、產品研發(fā)生產和科學研究奠定理論和實踐基礎。

特色鮮明——北京科技大學新能源專業(yè)的優(yōu)勢

師資力量雄厚

北京科技大學新能源科學與工程專業(yè)，以國家“新工科”建設的蓬勃發(fā)展為契機，自2019年起開始招生。該專業(yè)教學師資力量雄厚，具有一支由北京市優(yōu)秀教學團隊、全國優(yōu)秀教師、北京市教學名師、北京市優(yōu)秀教師、北京市青年教學名師、寶鋼優(yōu)秀教師、973首席科學家、863主題專家、跨/新世紀優(yōu)秀人才、北京市骨干教師等組成的充滿活力且具有創(chuàng)新性的教學科研團隊。擁有國家級精品課程、雙語教學示范課程“傳質傳熱學”和北京市精品課程“工程流體力學”等多門優(yōu)秀課程。

近年來，面向能源產業(yè)轉型升級及新能源開發(fā)的戰(zhàn)略需求，該專業(yè)教師聚焦新能源開發(fā)利用中的基礎理論和關鍵技術，以“能效提升、節(jié)能優(yōu)先”為目標，在氫能、燃料電池、生物質能、太陽能、頁巖氣/油、儲熱/冷、化石能源清潔利用、智慧能源體系等方面開展了卓有成效的工作，形成了鮮明的學科特色和深厚的研究基礎。

專業(yè)體系豐富

據(jù)統(tǒng)計，目前國內已有近百所院校設立新能源科學與工程專業(yè)。許多院校將自己學校特色與新能源結合，形成了不同的人才培養(yǎng)體系。北京科技大學新能源科學與工程專業(yè)，結合學校特色，設置了豐富的課程體系(如圖3)。培養(yǎng)體系中，以工程熱力學、工程流體力學、傳熱傳質學、物理化學、過程自動檢測與控制等課程為基礎，開設了涵蓋太陽能、風能、生物質能、儲能、生態(tài)環(huán)保等方向的多個專業(yè)模塊，對培養(yǎng)學生具有寬厚的新能源知識結構起到了積極的作用。

圖3 北京科技大學新能源科學與工程專業(yè)課程體系

同時，北京科技大學新能源科學與工程專業(yè)，還以“寬基礎、重實踐”為特色，在注重基礎理論教學的同時，大力開展實踐教育，并鼓勵學生參與多種學科競賽，如挑戰(zhàn)杯，節(jié)能減排競賽等(圖4)。同時，還依托于北科大熱能科學與能源工程系，建立了北京市高校節(jié)能與環(huán)保工程研究中心、工業(yè)節(jié)能與能效經濟創(chuàng)新引智基地、“新能源與節(jié)能環(huán)保技術”創(chuàng)新引智基地、北京科技大學智慧能源中心等產教融合創(chuàng)新研究平臺和實踐教學基地，為人才培養(yǎng)保駕護航。

圖4 本專業(yè)學生屢次在各類學科競賽中斬獲佳績

此外，北科大新能源專業(yè)還擁有極具優(yōu)勢的國際化教學模式和體系。在這里，你可以與來自普林斯頓大學、德克薩斯大學、伯明翰大學、帝國理工等多所國外知名大學新能源領域的杰出學者，在課堂上面對面交流，聆聽大師教誨，觸摸學術前沿(圖5)；你還將擁有豐富的海境外交流機會，可參與我們同美、英、法、德、澳、日、新加坡等地的多所著名高校聯(lián)合開設的交換生培養(yǎng)項目，開拓視野，豐富思維，感受國際化的人才培養(yǎng)模式。經過四年的學習，你將成為具有強烈社會責任感、扎實專業(yè)技能、出色創(chuàng)新精神和廣闊國際視野的新能源領域高層次復合型人才。

圖5 豐富多彩的國際化課堂

多“能”多樣——新能源專業(yè)學生就業(yè)前景

新能源產業(yè)是全球經濟可持續(xù)發(fā)展的重要支撐，也是我國未來重點發(fā)展的戰(zhàn)略新興產業(yè)之一。作為國家“新工科”建設中的重要專業(yè)之一，新能源專業(yè)的學生具有很好的就業(yè)前景。

該專業(yè)的畢業(yè)生未來不僅可以在太陽能、風電、核電、生物質能、電動汽車、儲能等新能源領域的企事業(yè)單位從事裝置設計與制造、集控運行與維護、生產管理與項目開發(fā)等方面的工作；還可以在電力、制冷、低溫、船舶、流體機械、石化等大型企業(yè)從事與新能源和節(jié)能環(huán)保有關的項目設計、開發(fā)、策劃、管理和營銷等工作。除此之外，也可以繼續(xù)深造后，在高校、科研院所和政府部門進行新能源教學與研究、新能源管理與政策分析等方面的工作。

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