常龍，李志偉，于昊，盧曉，于志豪*

(1.山東科技大學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266590；2.青島特來(lái)電新能源科技有限公司，山東 青島 266100)

0 引言

能源是人類(lèi)文明進(jìn)步的基石，直接關(guān)乎國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全。當(dāng)今世界，百年未有之大變局加速演進(jìn)，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，新能源和信息技術(shù)緊密融合，能源體系和發(fā)展模式正在進(jìn)入非化石能源主導(dǎo)的嶄新階段。加快構(gòu)建現(xiàn)代能源體系是增強(qiáng)維護(hù)我國(guó)能源安全能力，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐[1]。黨的二十大報(bào)告中8 次提到能源問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)能源安全的重要性，并指出加快推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和，促進(jìn)人與自然和諧共生。

新型儲(chǔ)能是建設(shè)新型能源電力系統(tǒng)、推動(dòng)能源清潔低碳高效利用的核心裝備基礎(chǔ)和關(guān)鍵支撐技術(shù)，儲(chǔ)能系統(tǒng)在現(xiàn)代能源體系中占據(jù)重要位置[2]。因此，發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)保障我國(guó)能源安全、促進(jìn)能源高質(zhì)量發(fā)展、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展綠色化、穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。2021 年7 月，我國(guó)在《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中明確指出，到2025 年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機(jī)規(guī)模超3 000 萬(wàn)kW。到2030 年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展，與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深度融合發(fā)展，裝機(jī)規(guī)?；緷M足新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求。新型儲(chǔ)能技術(shù)已成為能源領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3]。

為此，本文首先梳理了國(guó)家層面對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)的相關(guān)政策，闡述了儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及預(yù)期目標(biāo)。針對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的急劇短缺，詳細(xì)分析了儲(chǔ)能學(xué)科的建設(shè)現(xiàn)狀及目標(biāo)規(guī)劃，進(jìn)而結(jié)合儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)科建設(shè)情況，對(duì)儲(chǔ)能人才培養(yǎng)模式及“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”本科專(zhuān)業(yè)的課程體系建設(shè)展開(kāi)討論。

1 國(guó)家政策對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的頂層設(shè)計(jì)

早在2005 年，我國(guó)在《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》中，第一次規(guī)定了儲(chǔ)能技術(shù)[4]，2010 年儲(chǔ)能發(fā)展首次被寫(xiě)入法案[5]?！笆濉薄笆濉睍r(shí)期，隨著我國(guó)能源體系的不斷發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，儲(chǔ)能體系戰(zhàn)略地位持續(xù)提高[6-7]。圖1 按照時(shí)間順序，詳細(xì)展示了近十年我國(guó)國(guó)家級(jí)層面的儲(chǔ)能相關(guān)的重要政策法規(guī)[8]，由此可以看出國(guó)務(wù)院、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局等部門(mén)持續(xù)頒布儲(chǔ)能相關(guān)政策，目標(biāo)任務(wù)明確。經(jīng)過(guò)這十年的國(guó)家戰(zhàn)略布局，儲(chǔ)能技術(shù)的不斷突破，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)容量呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)已逐步成熟，體系建設(shè)較為完善[9]，我國(guó)儲(chǔ)能的發(fā)展已超出業(yè)界預(yù)期[10]。

圖1 我國(guó)國(guó)家層面的儲(chǔ)能重點(diǎn)政策

“十四五”是實(shí)現(xiàn)我國(guó)碳達(dá)峰目標(biāo)最重要時(shí)期。而2022 年是“十四五”關(guān)鍵之年，政策頻出，明確了“十四五”期間的儲(chǔ)能技術(shù)的重點(diǎn)任務(wù)，通過(guò)支持技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新、健全標(biāo)準(zhǔn)體系、完善政策機(jī)制等措施，推動(dòng)構(gòu)建以需求為導(dǎo)向，以充分發(fā)揮新型儲(chǔ)能價(jià)值為目標(biāo)的高質(zhì)量規(guī)?；l(fā)展格局[3]。

與此同時(shí)，針對(duì)儲(chǔ)能領(lǐng)域高層次技術(shù)領(lǐng)軍人才短缺難題，政策還強(qiáng)調(diào)推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用的融合發(fā)展，以“揭榜掛帥”等方式推動(dòng)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，深化新型儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)和復(fù)合人才培養(yǎng)。2022 年4 月教育部頒布的《加強(qiáng)碳達(dá)峰碳中和高等教育人才培養(yǎng)體系建設(shè)工作方案》中指出，加快儲(chǔ)能相關(guān)學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設(shè)和高校儲(chǔ)能領(lǐng)域人才培養(yǎng)，服務(wù)大容量、長(zhǎng)周期儲(chǔ)能需求，實(shí)現(xiàn)全鏈條覆蓋[11-12]。2022 年10 月教育部、國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于實(shí)施儲(chǔ)能技術(shù)國(guó)家急需高層次人才培養(yǎng)專(zhuān)項(xiàng)的通知》中指出，聚焦國(guó)家對(duì)儲(chǔ)能領(lǐng)域核心技術(shù)領(lǐng)軍人才的迫切需求，充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人優(yōu)勢(shì)，以及研究生教育對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)急需高層次人才培養(yǎng)的支撐作用，為我國(guó)儲(chǔ)能領(lǐng)域核心技術(shù)突破培養(yǎng)和儲(chǔ)備一批創(chuàng)新能力強(qiáng)的復(fù)合型科技人才，推動(dòng)形成儲(chǔ)能領(lǐng)域高層次創(chuàng)新人才輩出的新格局[11-12]。

2 高校儲(chǔ)能學(xué)科蓬勃發(fā)展

全國(guó)各地的眾多高校、科研院所積極響應(yīng)國(guó)家政策，結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，迅速組建儲(chǔ)能學(xué)科團(tuán)隊(duì)，籌劃儲(chǔ)能專(zhuān)業(yè)[13]。2020 年西安交通大學(xué)開(kāi)始第一個(gè)“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”專(zhuān)業(yè)，2021 年新增25 所高校，2022 年繼續(xù)新增14 所高校，總計(jì)40 所高校增設(shè)了“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”專(zhuān)業(yè)，分布在全國(guó)共有19 個(gè)省市，分布廣泛，其中北京、江蘇占比最高。

儲(chǔ)能技術(shù)按存儲(chǔ)介質(zhì)可為：物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能以及儲(chǔ)氫、儲(chǔ)熱、相變儲(chǔ)能等各式各樣[14]，如圖2 所示。因此，儲(chǔ)能技術(shù)包含眾多學(xué)科：能源動(dòng)力、電氣工程、機(jī)械工程、動(dòng)力工程及工程熱物理、材料與化學(xué)等，是典型的學(xué)科交叉新工科專(zhuān)業(yè)[15]。此外，圖2 還顯示了儲(chǔ)能系統(tǒng)眾多的應(yīng)用服務(wù)/消耗類(lèi)型，尤其是新能源“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”[16]。同時(shí)還需要儲(chǔ)能工程管理及商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式、儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)等方面的知識(shí)[17]。故而，各高校在建設(shè)儲(chǔ)能科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)過(guò)程中很難顧及多個(gè)學(xué)科[18]。不同高校大都結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)和特色，整合與儲(chǔ)能相關(guān)的現(xiàn)有學(xué)科軟硬件資源，確定儲(chǔ)能專(zhuān)業(yè)發(fā)展的某個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢(shì)方向，并探索制定專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案和培養(yǎng)模式。

圖2 儲(chǔ)能技術(shù)的分類(lèi)及涵蓋學(xué)科

另?yè)?jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)在全國(guó)開(kāi)設(shè)的“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”專(zhuān)業(yè)所在的學(xué)院，能源與動(dòng)力類(lèi)學(xué)院占比高達(dá)60.0%、材料與化工類(lèi)占比22.5%、電氣類(lèi)占比17.5%。很多學(xué)校在建設(shè)儲(chǔ)能學(xué)科中，大都融合了多個(gè)學(xué)院的力量。通過(guò)分析各高校儲(chǔ)能科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)分布情況，得出一個(gè)重要結(jié)論，在國(guó)內(nèi)開(kāi)設(shè)的儲(chǔ)能科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的高校中，將儲(chǔ)能科學(xué)與工程和能源動(dòng)力工程兩個(gè)專(zhuān)業(yè)設(shè)在同一個(gè)學(xué)院的學(xué)校有24 個(gè)，占比高達(dá)60%。

針對(duì)多學(xué)科、多學(xué)院深度交叉存在的效率低等短板，多所高校開(kāi)始探索新建儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)院。山東科技大學(xué)于2021 年12 月，依托學(xué)?，F(xiàn)有相關(guān)學(xué)科專(zhuān)業(yè)，成立了全國(guó)首個(gè)儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)院。2022 年4 月河南理工大學(xué)結(jié)合學(xué)校在電化學(xué)儲(chǔ)能(鋰/鈉/鉀離子電池)、氫儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能、地下空間儲(chǔ)能領(lǐng)域的特色研究基礎(chǔ)，成立河南首個(gè)未來(lái)技術(shù)學(xué)院—未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)院。中國(guó)石油大學(xué)(華東)在2019 年整合了化學(xué)工程學(xué)院、新能源研究院以及其他學(xué)院的動(dòng)力工程及工程熱物理和電氣工程等專(zhuān)業(yè)和相關(guān)學(xué)科資源，創(chuàng)建新能源學(xué)院。

3 學(xué)科建設(shè)及本科生培養(yǎng)實(shí)踐與探索

3.1 應(yīng)運(yùn)而生的儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)院

為服務(wù)國(guó)家能源戰(zhàn)略，加快培養(yǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域高精尖缺人才，2021 年12 月18 日，山東科技大學(xué)在全國(guó)高校中率先成立了“儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)院”。學(xué)院依托學(xué)?，F(xiàn)有相關(guān)學(xué)科專(zhuān)業(yè)及科研平臺(tái)，同時(shí)聯(lián)合山東省能源局、中國(guó)三峽新能源集團(tuán)有限公司，在高度融合、全面共建共享的機(jī)制下，三方立足儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大需求而建，實(shí)行開(kāi)放辦學(xué)，建立政府、企業(yè)、學(xué)校多位一體的協(xié)同支持機(jī)制。

各方在政策、經(jīng)費(fèi)和辦學(xué)條件等方面提供保障，在人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新等方面，探索創(chuàng)新、共建共管，形成高度融合、全面共建共榮共享的治理體系和運(yùn)行機(jī)制。山東科技大學(xué)依托學(xué)?，F(xiàn)有相關(guān)的電氣自動(dòng)化、材料與化工、機(jī)械工程、控制工程等學(xué)科專(zhuān)業(yè)以及山東省鋁離子動(dòng)力和儲(chǔ)能技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心等科研平臺(tái)，主要負(fù)責(zé)人才培養(yǎng)、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)以及原始創(chuàng)新；中國(guó)三峽新能源(集團(tuán))股份有限公司主要提供平臺(tái)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化等，并負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)其他單位力量參與；山東省能源局主要在相關(guān)政策、管理及經(jīng)費(fèi)等方面予以支持。

學(xué)院圍繞儲(chǔ)能材料、儲(chǔ)能技術(shù)、碳儲(chǔ)科學(xué)、儲(chǔ)能系統(tǒng)智能運(yùn)行技術(shù)等開(kāi)展儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)，現(xiàn)有“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”本科專(zhuān)業(yè)，并規(guī)劃有“碳儲(chǔ)科學(xué)與工程”本科專(zhuān)業(yè)，學(xué)院未來(lái)將加快建設(shè)儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)科專(zhuān)業(yè)，帶動(dòng)相關(guān)學(xué)科轉(zhuǎn)型升級(jí)，建立完善的本碩博人才培養(yǎng)體系。

3.2 “儲(chǔ)能科學(xué)與工程”本科專(zhuān)業(yè)的課程體系建設(shè)

2021 年，山東科技大學(xué)獲批“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”本科專(zhuān)業(yè)，依托現(xiàn)有相關(guān)學(xué)科形成了本碩博多層次的儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng)模式。本科專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)化學(xué)、物理、電工電子技術(shù)、控制理論、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、能源動(dòng)力等方面的基本理論，系統(tǒng)的掌握儲(chǔ)能原理與技術(shù)、儲(chǔ)能材料與工程、電儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)檢測(cè)與評(píng)估等相關(guān)方面專(zhuān)業(yè)知識(shí)，受到較好的儲(chǔ)能及其交叉學(xué)科實(shí)踐基本訓(xùn)練，具備解決儲(chǔ)能及其交叉領(lǐng)域中的系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、控制、開(kāi)發(fā)與研究等問(wèn)題的基本能力和較好的外語(yǔ)交流能力。

依托學(xué)校優(yōu)勢(shì)及學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向，同時(shí)滿足三峽集團(tuán)對(duì)儲(chǔ)能人才的要求，制定了“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”本科專(zhuān)業(yè)詳細(xì)的課程培養(yǎng)方案，課程體系包括通識(shí)必修課程(數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類(lèi))、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課程、專(zhuān)業(yè)核心課程、專(zhuān)業(yè)知識(shí)選修課程(含限選課程)、工程實(shí)踐課程以及拓展課程等，其中關(guān)鍵核心課題如圖3所示。

圖3 儲(chǔ)能科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)核心課程體系

學(xué)生畢業(yè)后可以在中國(guó)五大發(fā)電集團(tuán)以及地方能源集團(tuán)從事儲(chǔ)能電站與系統(tǒng)的運(yùn)行與管理工作，或進(jìn)入儲(chǔ)能電池和儲(chǔ)能智能系統(tǒng)的研發(fā)和制造行業(yè)、可再生能源行業(yè)、電力熱力行業(yè)、電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)以及分布式新能源和綠色節(jié)能等企事業(yè)單位從事儲(chǔ)能及其交叉學(xué)科等方面的研究、設(shè)計(jì)、應(yīng)用工作。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)是未來(lái)能源行業(yè)最重要的新增長(zhǎng)點(diǎn)之一，社會(huì)對(duì)儲(chǔ)能人才的需求是長(zhǎng)期的、持續(xù)性的，學(xué)生就業(yè)前景光明。