高職院校“氫能技術應用”專業建設探討

呂軍 黎安軍

本文根據教育部發布的高職教育專業目錄增補專業中的“氫能技術應用”這個新增專業項，結合氫能源產業情況，對高職院校“氫能技術應用”專業建設作初步探討。

一、高職院校“氫能技術應用”專業建設背景

2019年10月18日，教育部職成司發布了：《普通高等學校高等職業教育（專科）專業目錄》2019年增補專業方案。方案中2019年新增專業有9個，其中序號1的就是“氫能技術應用”專業，它屬“能源動力與材料大類”——“新能源發電工程類”。這是對全國高職院校吹響“氫能技術應用”專業建設的號角。

（一）行業背景

1.氫能源產業介紹

氫一般利用其他能源來制取，所以氫能屬二次能源，它具有以下特點：

（1）氫的熱值為142351kJ/kg，是所有化工燃料、生物燃料和化石燃料中最高的，可達汽油熱值的3倍。

（2）氫氣與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃燒速度快，燃點高。

（3）氫氣燃燒生成的水還可繼續制氫，可反復循環使用，而且氫本身無毒，屬于清潔能源。

（4）氫可以氣態、液態或固態金屬氫化物形式出現，能適應貯運及不同應用環境的要求。

因此，在當前世界能源短缺和環境不斷惡化的情況下，對可持續清潔能源的需求日益迫切，氫能被視為21世紀極具發展潛力的清潔能源。

從“新能源發電工程類”的角度來看，氫能源產業鏈并不復雜，產業鏈上游是“氫氣的制備”，目前主要技術方式有傳統能源的熱化學重整、電解水或光解水等。產業鏈中游是“氫氣的儲運”，目前主要技術方式包括低溫液態、高壓氣態或固體材料儲氫，產業中加氫站的建設、運維人才較緊缺。產業鏈下游是氫氣的應用，氫氣的應用可涉及傳統能源的各個方面，其中發電是這里主要討論的，當前主要發電方式是燃料電池，目前燃料電池發電規模較小，多用在新能源汽車，隨著燃料電池技術的發展、發電規模的增大，作為風電、光伏和核電的儲能調峰設備都非常有前景，并可建成容量較大的燃料電池發電站，其相應的人才需求將非常大。

2.國際氫能源產業情況

目前反映氫能源產業規模的指標主要有：加氫站（產業鏈中游）的數量和氫能源車輛（產業鏈下游）的制造或使用的種類、數量。

截至2018年全球已建成加氫站369座，日本最多，有113座，2020年將建成160座，2025年將建成320座，2030年將達到900座。燃料電池乘用車保有量達到2839輛（2018年），計劃保有量2025年達20萬輛，2030年達80萬輛，2040年實現燃料電池車的普及。而且，日本過去30年累計投入數千億日元用于研發推廣，在氫能和燃料電池技術擁有專利數世界第一。

歐洲發展氫能最具代表性的國家是德國，其可再生能源制氫規模為全球第一，并運營著世界第二大加氫網絡，共有加氫站60座。全球首列氫燃料電池列車已在德國投入商業運營，續航里程接近1000公里，計劃2021年增加氫燃料電池列車14列。

同期美國在營加氫站42座，計劃2020年建成75座，2025年達到200座，燃料電池乘用車數量達到5899輛。全年固定式燃料電池安裝超過100兆瓦，累計固體式燃料電池安裝超過500兆瓦。美國在氫能及燃料電池領域擁有的專利數僅次于日本。

3.我國氫能源產業情況

我國政府高度關注氫能及燃料電池產業的發展，相繼發布《“十三五”戰略性新興產業發展規劃》《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》和《中國制造2025》等頂層規劃，鼓勵并引導氫能及燃料電池技術研發。此外，全國各地區也紛紛出臺相關政策鼓勵氫能及燃料電池的發展。

我國2018年已建成加氫站23座，根據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》所提出規劃目標：2020年率先實現氫能汽車及加氫站的規模化推廣應用，建成加氫站100座，燃料電池發電站達20萬kW，1萬輛燃料電池運輸車輛，燃料電池有軌電車達50列;到2030年，建成加氫站1000座，燃料電池發電站達1億kW，燃料電池車輛保有量達到200萬輛。

中國是世界上最大的制氫國，現有工業制氫產能為2500萬噸/年，同時，中國每年風電、光伏、水電等可再生能源棄電約1000億千瓦時，可用于電解水制氫約200萬噸，可為氫能及燃料電池產業化發展初期階段提供低成本的氫源。

我國氫能產業雖然起步晚，但由于政府重視、科研人員發奮，目前已掌握了部分氫能基礎設施與燃料電池相關核心技術，具備一定的產業裝備及燃料電池整車的生產能力。隨著由氫制取、儲運、加氫基礎設施建設、燃料電池研發及整車制造等產業鏈各環節代表企業構成的“中國氫能源及燃料電池產業戰略創新聯盟”于2018年成立，標志著中國氫能大規模商業化應用已經開啟。在趕超世界先進水平的過程中，除了技術的創新、產業規模的拓展，行業規范的建設和從業人員職業素養的培養也非常重要，這是高職院校要承擔的責任和面臨的挑戰。

（二）高職院校氫能源專業建設可行性

從表面來看，一個專業建設的好壞主要看兩個指標：①專業招生時第一志愿的投檔率;②專業的畢業生在專業相關企業的就業率。

這兩個指標屬市場類指標，它們一方面取決于專業對應的行業（產業）在社會中的地位、影響力;另一方面取決于校企合作的程度和專業教學質量。

市場的因素使學校在專業設定上比較謹慎，而針對新興產業的專業設定，這就考驗決策者的戰略眼光。新興的產業必然需要新型人才的進入和推動，為企業培養適用的人才是學校的義務和責任。

氫能源產業是新興產業，其相關企業除傳統的制氫企業外，大多比較年輕，特別是產業鏈的中、下游企業，如儲運氫、加氫站建設和管理、燃料電池研制、氫能源汽車研制等企業基本都是近年發展起來的。產業技術和規模在快速發展，行業的規范才開始建設，企業本身也在急劇變化，目前企業效益有待提高，而且各地的產業發展并不均衡。這些對于學校的專業建設來說既是挑戰也是機遇。高職院校應該根據本校的教育資源和所在地區的氫能源產業發展情況，關注“氫能技術應用”專業。

因此，高職院校在開展“氫能技術應用”專業建設時，應根據該地區氫能源產業狀況選擇產業鏈的一個環節作為突破口，如電解水制氫、儲運氫、加氫站建設和管理、燃料電池研制、燃料電池維護等，以點帶面。以后隨著產業發展、社會需求再細分出與產業鏈各環節配套的專業。

在“氫能技術應用專業”建設時，首先必須要做的，而且必須堅持貫徹始終的是校企合作。這既需要學校領導的重視，也需要地方政府對企業有相關的鼓勵政策。校企合作是高水平專業建設的關鍵。

另外，因為“氫能技術應用”專業是對應新興產業的，不要追求建設初期就有“放衛星”的效果。關鍵是看它如何為產業服務，如何在產業發展初期就與產業融合，并伴隨、支持產業發展壯大。

二、建設目標與建設內容

在建設目標與建設內容方面，除了與其他專業建設相似的內容外，“氫能技術應用”專業建設還應注意以下幾點。

（一）建設目標

以高素質技術技能型氫能源專業人才培養為目標，在開拓氫能源專業辦學特色的基礎上，為適應產業技術和結構的不斷升級，探索并總結一套較為完整的、服務區域建設和發展需要的氫能源專業高素質技術技能人才培養模式。突出能力培養和工程應用，力求教學內容和課程體系與地方經濟發展要求相適應、畢業生能力和素質與氫能源行業需求相吻合。以建設成為國內行業一流的人才培養基地為要求，同時為同地區同類高職院校氫能源專業的建設起示范作用。

（二）建設內容

1.校企合作建設

以“校企合作”為綱，先選擇2～3家氫能源企業展開校企合作，今后不斷增加合作企業。同時挑選3～5位在氫能源產業鏈中不同企業的經驗豐富的技術專家組成“氫能源技術應用專業教學指導委員會”。“專業教學指導委員會”全方位參與到專業的專業定位、培養規格、人才培養方案、課程體系、教材、實訓基地等建設項目，并每年都對專業運行進行評審。

2.人才培養模式建設

在“專業指導委員會”引領下，逐步在課程體系中引入學生職業技能競賽、職業技能考核，突出技能培養，推動專業人才培養與企業崗位需求銜接，人才培養鏈和氫能源產業鏈相融合。建立并健全選課制、導師制、學分計量制、補考重修制、學分互認制等;建立學分積累與轉換制度，推廣信息化教學，推進學習成果互認，拓寬技術技能人才終身學習通道。隨著專業的建設同步開展教學診斷與改進工作，不斷完善內部質量保證制度體系和運行機制。

3.課程建設

根據氫能源企業對專業人才的需求，通過調研和召開專業教學指導委員會等方式，參照氫能源相關企業技能人員評價標準，總結和歸納了氫能源行業企業的職業崗位技能，對專業所對應的職業崗位群的職業技能的形成規律進行分析，共同設計開發出滿足專業群的“標課相融、做學合一”的專業課程體系。

因為氫能源產業還比較“年輕”，相關的職業技能鑒定還沒完善，學校應積極參與氫能源企業職業技能鑒定建設工作，并在專業推行“雙證書”制度，把職業崗位所需要的知識、技能和職業素養融入相關專業教學中，將相關課程考試考核與職業技能鑒定合并進行。

4.教材建設

因為在我國的高職院校里，氫能源技術應用專業是新辦的專業，其適用的教材很少，所以只能一方面在我國現有出版的教材里選用，另一方面考慮聯合氫能源行業的專家技術人員共同編寫專業教材。教材必須具有很強的崗位針對性，以氫能源企業需求為導向，要強調教材的先進性和職業性，要易于被學生接受。注重引導學生積極參與教學活動過程，在學習活動的設計上引導學生建立具有“主動合作、樂于探究、交流合作”特征的學習方式，使學生真正成為學習的主體。同時，因為氫能源產業的快速發展，教學所用教材必須保持動態調整。

5.師資隊伍建設

從企業引進（兼職）各一名專業帶頭人，企業引進的專業帶頭人選自在國際上或國內氫能源行業內經驗豐富的高級技術人員，并成立技能大師工作室，引領專業的“創新創業”發展，及時跟蹤產業發展趨勢和行業動態，準確把握專業建設與教學改革方向，保持專業建設的領先水平，提升專業水平、擴大在行業的影響力。

專業課大比例聘用氫能源相關企業兼職教師，推行“既能培養技能型人才，又能進行社會服務”的“雙師型”教師建設。每年安排教師參加氫能企業鍛煉，鼓勵專業教師在國際、國內教學組織或行業協會中擔任重要職務。

6.實驗室、實訓基地建設

因為氫能源產業在快速發展，其生產技術、生產工藝等都在不斷發展，所以校內實驗室、實訓場除了驗證性實驗，其他主要以“虛擬仿真實訓系統”為主，這既可以避免實訓設備短時間因過時被淘汰而浪費，也可以避免學生實物操作不當產生的危險。

另外，與相關企業共建數量充足、專業對口、運行穩定的校外實踐教學基地是重中之重。

7.教學資源庫及創新創業平臺建設

建設一個交互式、共享型、能學、輔教的專業教學資源庫，建設時應尋求與當地氫能源產業聯盟合作，使專業教學資源庫與氫能源產業人才資源庫、氫能源產業職業技能鑒定學習資源庫一起共建，促進“校企合作”。

建立學生實踐創新、論文、專利、自主創業學分庫兌換機制。對某些有意愿、有潛質自主創業的學生，通過技能大師工作室的指導，制定創新創業能力培養計劃，以促進學生創新發明成果的轉換為主要目標。

8.國際、國內合作交流建設

因為日本、歐美等國家氫能源產業起步早，很多方面的技術領先我們，同時國內各地的氫能源產業發展并不均衡，在產業鏈的著重點也不同。所以，必須建設好國際、國內常態交流機制，交流涵蓋教師、學生。通過交流，拓展視野、互通有無、取長補短，使專業建設更高效為氫能源產業服務。

三、總結

氫能源產業是新興產業，年輕有活力，雖然目前有一定的不確定性，但有廣闊的前景。高職院校“氫能技術應用”專業建設是與氫能源產業一起成長，還是等氫能源產業發展成熟才建設，這取決于院校領導的決策和主管部門的支持。如果考慮“摸著石頭下水”與氫能源產業共同壯大，愿以上觀點能提供參考。

責任編輯 何麗華