基于產學融合提升儲能專業(yè)教學質量的思考

毛云峰 劉妮

摘?要：國際能源戰(zhàn)略轉型之際，儲能技術將成為未來能源革新的重要支持，儲能產業(yè)具有光明的發(fā)展前景。當前，全球各主要國家正逐步加強儲能學科建設，提高儲能人才培養(yǎng)，制定和優(yōu)化國家儲能戰(zhàn)略，以搶占能源戰(zhàn)略高地。而大力推進產教融合，通過轉變觀念、健全制度、推進轉化，對于儲能相關專業(yè)高等教育質量的提高，以及我國儲能技術的升級和產業(yè)的發(fā)展具有關鍵性的作用。為積極響應國家戰(zhàn)略，上海理工大學依托動力工程及工程熱物理等優(yōu)勢學科，通過構建多學科深度交叉融合，增設了儲能科學與工程本科專業(yè)，尤其從產教融合的角度實現(xiàn)校企間資源共享、優(yōu)勢互補，提高儲能專業(yè)教學質量和儲能技術發(fā)展水平。本文從儲能產業(yè)發(fā)展、國際競爭、儲能人才培養(yǎng)三個方面討論了儲能專業(yè)產教融合的必要性，并從聯(lián)合建立實驗室和工程中心等創(chuàng)新平臺、實踐教學平臺、國家與省市研發(fā)項目聯(lián)合申請等角度討論了提高產教融合的具體舉措，上述討論可為服務儲能產業(yè)的專業(yè)人才培養(yǎng)和實現(xiàn)儲能技術突破提供有益參考。

關鍵詞：儲能科學與工程；人才培養(yǎng)；產學融合；學科交叉

1?概述

為“實現(xiàn)2030年前碳達峰、力爭2060年左右碳中和”戰(zhàn)略目標，我國決定將逐步建立新能源為基礎的新型電力系統(tǒng)。國家發(fā)展改革委、國家能源局等九部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，“十四五”時期可再生能源發(fā)電量增量在全社會用電量增量中的占比超過50%，風電、太陽能發(fā)電量實現(xiàn)翻倍［1］。相比于傳統(tǒng)能源，可再生能源發(fā)電普遍具有間歇性、波動性等問題，對能源穩(wěn)定性保障有極高的需求，儲能裝置可以很好地解決這種問題［2］，它可以在低峰期儲存剩余的能源，在高峰期又可以將能源充分利用，具有平抑新能源輸出功率波動、提升新能源消納量、降低發(fā)電計劃偏差、提升電網安全運行穩(wěn)定性、緩解輸電阻塞等作用，滿足可再生能源并網要求，為未來大規(guī)模發(fā)展應用打好基礎。

為滿足能源產業(yè)需求，提高儲能行業(yè)人才培養(yǎng)質量，教育部、國家發(fā)展改革委和國家能源局提出，經過5年左右努力，增設若干本科儲能技術專業(yè)、二級學科和交叉學科，并在2020年2月聯(lián)合印發(fā)了《儲能技術專業(yè)學科發(fā)展行動計劃（2020—2024年）》。與此同時西安交通大學就率先成立了我國第一個儲能科學與工程本科專業(yè)［3］。在西安交通大學的引領下，全國多所高校也積極跟進響應籌劃，陸續(xù)創(chuàng)立各具學校特色的儲能專業(yè)。我校上海理工大學依托動力工程及工程熱物理等優(yōu)勢學科，通過構建多學科深度交叉融合，形成學科體系和人才培養(yǎng)方案，于2021年開始招生。

2?儲能專業(yè)產教融合的必要性

一般而言，大學將專業(yè)知識傳授給學生，然后學生將所學理論與方法應用于工業(yè)領域。實際上，專業(yè)知識的建立和發(fā)展是雙向的，即從高校到產業(yè)界，從產業(yè)界到高校。對于高校而言，根據學科人才培養(yǎng)的發(fā)展目標和現(xiàn)狀，為快速提升儲能科學與工程學科水平，提高人才培養(yǎng)質量，上海理工大學繼承現(xiàn)有能源動力類專業(yè)優(yōu)勢，繼續(xù)發(fā)揮學科特色，積極轉變教學觀念、拓展學科方向、注重學科交叉、產學研融合，通過與產業(yè)界的合作，提高學生工程意識和工程能力，強化與產業(yè)界的銜接，增強了學校對社會的服務；對于產業(yè)界，產業(yè)與大學的合作可顯著提高學生質量，減少企業(yè)對新進員工培養(yǎng)成本，同時提高企業(yè)生產過程中的優(yōu)化升級，提高產品質量，促進企業(yè)在新領域的拓展，增強新產品的開發(fā)能力，幫助企業(yè)提高經濟利益。因此，將科學教學與實踐行業(yè)經驗相結合的并行方法是培養(yǎng)新人才的理想方式［4］。

2.1?產教融合是儲能產業(yè)發(fā)展的必然要求

儲能科學與工程設置的新興專業(yè)，涉及能源、動力、電氣、物理、化學、材料等多個基礎學科，具有典型的多學科交叉和強產教融合的特征［5］。該學科的專業(yè)教育必須融合多學科資源，在基礎材料、技術開發(fā)、系統(tǒng)設計、運行管理等方面培養(yǎng)符合市場需求的高層次儲能專業(yè)人才。儲能領域的重大技術突破離不開基礎理論創(chuàng)新與應用實踐相結合，對產教融合的力度和深度有更強的需求。這要求我們堅定產業(yè)發(fā)展重大需求為立足點，各高?；谧陨韺W科群特色統(tǒng)籌整合學校教育資源，加快建立和發(fā)展具有顯著特色的儲能學科專業(yè)，為儲能相關行業(yè)加快培養(yǎng)急需緊缺人才，破解儲能領域關鍵技術難題，這也是我國儲能產業(yè)和能源高質量發(fā)展的現(xiàn)實需要。以產教融合發(fā)展為牽引，以增強儲能核心技術攻關和自主創(chuàng)新能力為目標，以培養(yǎng)高質量復合型創(chuàng)新型儲能人才為基礎，實現(xiàn)推動儲能產業(yè)高質量發(fā)展，這也是我國儲能產業(yè)發(fā)展的必然方向。

2.2?產教融合是開展國際競爭的必由之路

儲能專業(yè)是高科技戰(zhàn)略產業(yè)，是國家構建新型電力系統(tǒng)、達成“雙碳”戰(zhàn)略目標的重要技術保障，對于確保能源安全、實現(xiàn)綠色轉型、推進創(chuàng)新發(fā)展具有不可替代的作用。當前正是國際能源戰(zhàn)略轉型之際，儲能產業(yè)和儲能技術將成為新能源發(fā)展的重要支撐。世界各國紛紛評估自身能源發(fā)展現(xiàn)狀，制定國家儲能發(fā)展規(guī)劃，推動儲能項目建設，并重視儲能人才培養(yǎng)，建設儲能相關學科，促進突破技術瓶頸，提高儲能技術儲備，以此搶占能源戰(zhàn)略制高點。美國2022年發(fā)布《電網儲能供應鏈深度評估報告》，深度評估了美國國內儲能產業(yè)供應鏈體系安全狀況，并公布《可持續(xù)的儲能供應鏈政策指南》，促進儲能供應鏈的完善。實際上，美國更早成立了《2011—2015儲能計劃》，以促進下一代關鍵儲能技術的革新，另外也成立了“電池500計劃”和“儲能聯(lián)合研究中心”等，更加關注電池儲能技術的發(fā)展，并鼓勵新型儲能技術與裝備的研發(fā)。除此之外，歐盟也大力發(fā)展新型儲能技術，并為儲能產業(yè)制定相應規(guī)劃，提出相應路線，推動大規(guī)模儲能技術的快速發(fā)展。早在2010年，歐盟確定了化學儲能、電化學儲能、機械儲能、儲熱、超導磁儲能和儲能技術經濟六個重點技術領域，并成立“歐洲能源研究聯(lián)盟”。此外，歐盟相繼提出了組建歐洲電池聯(lián)盟（EBA）、歐洲技術與創(chuàng)新平臺“電池歐洲”（Batteries?Europe）和推進“電池2030+”（Battery?2030）聯(lián)合計劃，制定了《歐洲儲能技術發(fā)展路線圖》，確定了短、中、長期研發(fā)計劃。在亞洲，日本于2016年發(fā)布《面向2050年的能源環(huán)境技術創(chuàng)新戰(zhàn)略》，于2020年發(fā)布《綠色增長戰(zhàn)略》，再于2021年發(fā)布《日本基本能源計劃》，在戰(zhàn)略層面上鼓勵儲能技術的發(fā)展。上述表明，國際科技和人才競爭更是顯著加劇，同時我國經濟社會發(fā)展的外部環(huán)境也發(fā)生重大變化，對我國儲能領域關鍵核心技術突破提出嚴重挑戰(zhàn)。

2.3?產教融合是培養(yǎng)儲能人才的重要途徑

在當今時代，儲能技術的創(chuàng)新突破對于我國新能源行業(yè)的發(fā)展具有重要的引領作用，將有力顛覆和革命全球能源格局，對我國儲能人才的培養(yǎng)提出了極高的要求。儲能學科理論基礎包括多學科綜合知識，電能、熱能、機械能、化學能的存儲和轉化、化工、新能源、新材料、分布式能源和節(jié)能環(huán)保相關理論均是該學科基礎。以上理論基礎支撐儲能專業(yè)全方位、整體性建設，為我國能源變革性發(fā)展輸出復合型創(chuàng)新技術人才。但當前高?，F(xiàn)有儲能人才培養(yǎng)體系仍不完善，學科課程尚待健全，相關學科專業(yè)壁壘急需突破。面對經濟社會發(fā)展的重大需求，能源電力院校須明確為社會經濟發(fā)展和國家重大能源戰(zhàn)略服務的角色定位，深化儲能專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系，加強工程型、創(chuàng)新性、國際化儲能人才培養(yǎng)，幫助學生有效將所學理論知識轉化為生產力，進而服務于能源動力行業(yè)發(fā)展，為國家經濟社會發(fā)展培養(yǎng)和輸送優(yōu)秀儲能產業(yè)人才［6］。

3?加強儲能專業(yè)產教融合的舉措建議

3.1?聯(lián)合建立實驗室和工程中心等創(chuàng)新平臺

共建聯(lián)合實驗室是高校和企業(yè)高質量發(fā)展的內在要求和實現(xiàn)雙贏的重要舉措，是實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補的有益探索，必將有力推動人才培養(yǎng)質量提升，推動高質量科研成果培育，實現(xiàn)產教深度融合發(fā)展?；陔p方在產品研發(fā)、平臺建設、經費投入等方面廣泛合作，急需建立探尋校企合作，深化產教融合，提升資源互通，提升協(xié)同創(chuàng)新和難題攻關能力，服務于風、光、水等可再生能源儲存、轉換及應用領域的國家重大需求，支撐儲能產業(yè)關鍵核心技術攻關和自主創(chuàng)新，發(fā)揮學科優(yōu)勢打造儲能技術創(chuàng)新與科學研究新高地，以“厚基礎、重實踐、深融合、強創(chuàng)新”為理念，以“化學儲能、電儲能、熱質儲能、儲能系統(tǒng)及安全”為交叉學科方向，可將學校的人才培養(yǎng)、科技研發(fā)與企業(yè)的資源優(yōu)勢、市場優(yōu)勢緊密結合，深入推進產教一體化，為我國儲能產業(yè)發(fā)展貢獻更多價值。

充分利用“雙碳”目標以及儲能重要性日益增長的大環(huán)境，學校和所屬一級學科可加大對儲能科學與工程學科的資金傾斜。如充分利用上海市等地方高峰、高原學科建設計劃和高水平大學建設項目資金，或通過申請國家級重大科研項目，采取與企業(yè)共同研發(fā)、技術轉讓等形式，拓展經費來源渠道，結合學科主攻學術方向，進一步加強人才培養(yǎng)、學術交流，擴大研究范圍；與國內外一流的科學儀器公司共建實驗室，用較少資金購置先進儀器設備，并通過科研合作研制獨創(chuàng)的設備與部件，做到“思想創(chuàng)新”與“設備創(chuàng)新”的同步協(xié)調發(fā)展，快速提升學科實驗室硬件水平和承擔重大研發(fā)任務的能力，并用于本學科師資引進、學術交流、人才培養(yǎng)、教學條件提高等方面。

3.2?搭建實踐教學平臺

一方面，利用已有的實驗室和創(chuàng)新平臺等服務于儲能專業(yè)各學科實驗教學；另一方面，基于現(xiàn)有實驗室和創(chuàng)新平臺進行擴建與升級，增強教學演示功能，且可與長期良好合作關系的儲能相關企業(yè)建立實訓實習基地。學生完成學校理論學習并深入企業(yè)。學校教師與企業(yè)導師聯(lián)合指導，鼓勵學生積極參與企業(yè)生產、項目實施、技術研發(fā)等實際項目，讓學生能提前感受和適應企業(yè)氛圍，熟悉行業(yè)工作性質，提高學生理論知識應用能力，并通過學生在實際項目中解決各種實際專業(yè)問題，提高學生團隊協(xié)作能力與溝通水平，激發(fā)學生對專業(yè)的興趣，提高后續(xù)學習的主動性和積極性，為學?！肮こ绦汀?chuàng)新性、國際化”高素質人才的培養(yǎng)提供了有力保障，同時也為企業(yè)進行了人才儲備。此外，基于充分發(fā)揮學科學術帶頭人對學科發(fā)展方向的把握，學科建設規(guī)劃的制定、疏通、開辟校企合作渠道中的作用，突出結合“雙師型”教師個體成長和教學團隊建設，優(yōu)化教師隊伍結構，提高教師教育教學能力和專業(yè)實踐能力。

3.3?聯(lián)合申請國家與省市重點研發(fā)項目

校企聯(lián)合積極響應國家政策，促進產教融合，強強聯(lián)合，優(yōu)勢互補，聯(lián)合科技攻關的同時，實現(xiàn)“雙元”育人。校企雙方充分發(fā)揮各自在科技創(chuàng)新和產業(yè)化發(fā)展的自身優(yōu)勢，聯(lián)合申請國家與省市的科技研發(fā)項目，在儲能材料與裝備研發(fā)等領域加強協(xié)同攻關，實現(xiàn)儲能材料與裝備規(guī)模化制備、性能評價、結構表征全鏈條研發(fā)以及規(guī)模化、標準化研發(fā)，產出一批具有自主知識產權的科技成果，利用合作研發(fā)成果轉化成與國家儲能產業(yè)發(fā)展緊密契合的前沿科技產品。

3.4?建立國際合作交流平臺

加強與美國通用電氣、德國西門子等儲能領域較強技術積累的跨國公司開展合作研究，在聯(lián)合共建框架下，與國外大中型科技企業(yè)建立更緊密的戰(zhàn)略合作關系，合作申報科研項目或聯(lián)合建立實驗室，共同開展科學研究。如我校擬借助竇世學院士和劉化鹍院士兩位世界頂級科學家的引進以及在國際儲能領域內的影響力，拓展對外交流渠道，推動中外科技合作交流和人才培養(yǎng)，積極開拓多層次、多方向的國際合作項目，形成新的國際合作機制和吸引力；借助藤島昭院士在日本科技界和工業(yè)界的影響力，構筑引進日本科技人才、關鍵技術和創(chuàng)新企業(yè)的國際合作“強鏈”，瞄準上海與東京兩大創(chuàng)新城市的對接、日本科技人才及科技型中小企業(yè)與中國廣大應用場景的對接，打造中日之間高水平的科技、人才、企業(yè)交流平臺，從而突破歐美對華科技封鎖，提升國家新型儲能建設水平。

結語

儲能技術已是全球各國研發(fā)的重點，對推動能源革命和能源新業(yè)態(tài)發(fā)展方面發(fā)揮著至關重要的作用，能有效促進能源生產消費、開放共享、靈活交易、協(xié)同發(fā)展。當前我國能源領域高等教育在一定程度上與社會經濟服務相互脫節(jié)，亟須轉變觀念、健全制度，大力推進產教融合，推進轉化，可發(fā)揮高校在服務經濟社會發(fā)展中的重要作用。上海理工大學將加快推進儲能行業(yè)產教融合，以“厚基礎、寬口徑、強實踐”為辦學原則，實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，深化“高校+行業(yè)協(xié)會+企業(yè)”的人才培養(yǎng)模式探索，推進多資源融合辦學，多方位提升教學質量，培養(yǎng)掌握儲能專業(yè)基礎理論知識和專業(yè)技能方面的多學科綜合知識和多維知識結構，使學生具備創(chuàng)新意識和系統(tǒng)思維，擴大國際視野，提高動手能力和解決復雜工程問題的能力，強調既具備儲能科學理論水平，又具有系統(tǒng)與裝備的研究、開發(fā)、設計、制造和管理的實踐能力，有效解決我國儲能領域“高精尖缺”人才培養(yǎng)不足的問題，為我國儲能等能源事業(yè)發(fā)展提供必要的人才支撐。

參考文獻：

［1］白靜.規(guī)劃引領，推動可再生能源高質量躍升發(fā)展——九部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》［J］.中國科技產業(yè)，2022（8）：2627.

［2］陳樹根.儲能領域新專業(yè)的高等教育培養(yǎng)模式探究［J］.儲能科學與技術，2023（12）：20422043.

［3］何雅玲，陶文銓，鄭慶華，等.儲能科學與工程專業(yè)的建設與實踐［J］.高等工程教育研究，2023（S1）：1416.

［4］章學來，王迎輝.基于研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“儲能技術”課程教學改革［J］.教育教學論壇，2020（43）：189191.

［5］席奐，蘭劍，何雅玲.學科交叉視角下儲能科學與工程專業(yè)課程體系建設的探索與實踐［J］.高等工程教育研究，2023（S1）：2123+37.

［6］夏濤，張仰飛，劉海濤.雙碳背景下儲能工程碩士的協(xié)同創(chuàng)新培養(yǎng)模式探索［J］.科技風，2023（2）：126128.

作者簡介：毛云峰（1987—?），男，漢族，江蘇常州人，博士，講師，電化學儲能。