新能源一級學科設置的論證與思考

新能源學科是開發、轉換與利用太陽能、生物質能和風能等可再生能源的學科。其所涉及的核心問題體現在2個層面：一是如何實現太陽能、生物質能和風能高效轉換與規模化利用；二是如何高效運行和管理太陽能、生物質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、生物質和風為載體的能源已持續存在數億年。史前文明時期，人類便發明了“鉆木取火”這種原始的生物質利用方式，至今生物質能依然是人類所消耗的第四大能源。

從學科發展層面看，隨著化石能源利用導致的環境問題日益凸顯，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年中國出臺的戰略性新興產業發展規劃，均將開發利用新能源提升為國家戰略。

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和新能源技術結合為基本特征的第三次工業革命時期，新能源更是被賦予了推動經濟發生深刻變革的使命。

學科發展現狀及存在的問題

發展現狀

目前我國高等學校已有3個層次的新能源人才培養體系：博士學位、碩士學位、學士學位。據統計，2014年我國開展新能源人才培養的博士點64個、碩士點68個，本科專業培養點60余個，覆蓋全國62個學位授予單位，其中高校為59個。

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

研究生層面學科設置情況：新能源相關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，且除了設在農業工程一級學科下的農業生物環境與能源工程（082803）是《授予博士、碩士學位和培養研究生的學科、專業目錄（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，甚至專業人士都感到困惑。詳見表1。

存在的問題

在我國現行的學科目錄中，新能源學科的主要研究領域被劃分在不同的學科門類中分別發展。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業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和學位授予質量。新能源一級學科平臺的缺失，使這個發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涵和外延，阻礙為學生構建系統和完整體現新能源專門知識的人才培養體系，進而影響新能源人才培養的質量。

（3）不利于學科專業的規范管理。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，十分不利于規范管理。

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

增設的必要性及發展前景

增設新能源一級學科的必要性體現在以下4個方面：

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

（2）符合教育和學科發展的規律。學科的發展歷史表明，“傳統文理學科—現代科學技術—交叉學科演化”是學科發展的主線。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展規律。

（3）符合國家戰略性新興產業發展對新能源人才的旺盛需求。新能源產業是我國規劃發展的七大戰略性新興產業之一，產業發展勢必推動人才需求。根據聯合國環境規劃署發布《綠色就業：在可持續低碳世界的體面工作》報告，到2030年太陽能光伏、風能和生物燃料領域創造的就業崗位將分別達到630萬、210萬和1200萬。

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

新能源學科的發展前景與時代背景和人類命運息息相關。目前，可持續發展已經成為全人類的共識，能源緊缺、氣候變暖、環境污染是人類面對的共同挑戰。節能減排、生態文明已經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，新能源將創造超過650萬個工作崗位，是現有新能源工作崗位的3倍。

主要研究方向、內容和二級學科設置

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

（1）太陽能轉換利用技術與工程。主要研究太陽能規模化利用所面臨的能量轉換及傳遞過程各個環節所需的新理論、新設備、新循環、新工藝、新材料等，解決太陽能光熱、光電和光化學轉換，以及能量儲存、傳遞過程強化及控制所面臨的問題，提高太陽能轉換利用效率。

（2）生物質能轉化利用技術與工程。主要研究生物質規模化利用所面臨的能源轉化及利用過程各個環節所需的新理論、新技術、新工藝、新設備等，解決生物質燃燒及發電、熱化學轉化和生物轉化制取生物燃料所存在的問題，提高生物質轉化及利用效率。

（3）風能與動力工程。主要研究風能規模化利用所面臨的能量轉換及風資源預測所需的新理論、新技術、新工藝和新設備，以及規模化風能接入后對電力系統的影響與交互作用機理，解決大型風力發電機組在設計、制造及風力發電場功率預測方面存在的問題，不斷提高風能轉換利用效率。

與相近一級學科的關系

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）和農業工程（0828）等。新能源與動力工程及工程熱物理聯系緊密，它們在研究中有共同的目標和交叉的研究領域，但從學科的現實以及未來的發展趨勢來看，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化的規律及其應用的技術科學，它研究各類熱現象、熱過程的內在規律，并用以指導工程實踐。其傳統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、多相流等。為了滿足持續發展的需求，人們在傳統能源科學基礎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展，動力工程與工程熱物理學科的內涵已難以涵蓋新能源學科。突出體現在以下幾個方面：

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“能量以熱的形式轉化的規律”，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化的規律”。

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，而新能源則以服務于分布式能源系統為主。

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象的規律及應用有關的基礎科學、技術科學及工程技術的綜合。電氣工程學科涵蓋的內容主要是發電與供電系統，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新能源學科的整體性。

新能源學科與農業工程學科差異亦十分明顯。農業工程下的農業生物環境與能源工程二級學科本身就是由農業生物環境學科與農村能源學科合并而成，而農村能源專業更多的是面向農村需求，研究生物質能、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和農業領域。

新的時代亟需新的人才。在全球氣候變暖、中國節能減排壓力加劇、戰略性新興產業快速發展等大背景下，社會對新能源人才知識結構和專業訓練的要求已經遠遠超出了動力工程與工程熱物理、電氣工程和農業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，是中國實現戰略性新興產業發展目標的需要，是提升中國在新能源領域國際地位的需要，亦是教育和學科發展自身的需要。（作者系華北電力大學可再生能源學院副教授）