肖婷 姜禮華 向鵬 喬豫龍
摘?要:在“構建以新能源為主體的新型電力系統”戰略背景下,儲能技術在電力行業中的地位也被提高了空前的高度。與井噴式儲能技術人才需求相對應的是,高層次儲能技術人才儲備嚴重匱乏。加快面向電力行業的高層次儲能技術人才培養,提升人才的實踐與創新能力,不僅是響應國家在儲能領域的戰略部署,同時也是順應行業發展需求的重要舉措。本文將從當前電力行業對儲能技術人才的特殊需求出發,分析現有人才培養實踐與創新能力培養中的不足,從師資隊伍建設、課程體系構建、實踐教學平臺搭建、實踐能力培養環節提出幾點建議。
關鍵詞:電力行業;儲能技術人才;創新交叉
為加快培養儲能領域“高精尖缺”人才,增強產業關鍵核心技術攻關和自主創新能力,以產教融合發展推動儲能產業高質量發展,2020年1月,教育部、國家發展改革委、國家能源局聯合制定印發了《儲能技術專業學科發展行動計劃(2020—2024年)》,并指出“儲能技術作為重要的戰略性新興領域,需要加快物理、化學、材料、能源動力、電力電氣等多學科多領域交叉融合、協同創新[1]。目前,國內西安交通大學、華北電力大學、北京科技大學、華中科技大學、武漢理工大學等近30所高校已新增儲能科學與工程專業。三峽大學電氣工程學科是國內一流學科和湖北省優勢學科群“電力與新能源學科群”主干學科,為緊密結合國家在儲能領域的戰略部署,已設立電氣工程及其自動化專業(儲能技術方向),并于2020年開始接收第一批本科生。目前,國內院校儲能專業的建設仍處于探索階段,尚無完善的體系,而面向電力高層次儲能技術人才培養更是寥寥無幾。為了使人才培養與產業發展及社會需求相適應,建立合理的人才培養模式是關鍵。其中,實踐能力與創新能力作為學生工程綜合能力的重要體現,在工科人才培養環節中尤為重要。本文將根據行業需求,結合我校電氣工程及其自動化專業(儲能技術方向)本科生培養的實際情況,探討如何培養學生的實踐與創新能力。
1?當前電力行業對儲能技術人才的需求與儲能技術人才儲備之間的關系
1.1?“碳達峰、碳中和”戰略背景下儲能人才需求分析
“2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和?!边@是中國對世界做出的莊重承諾,也是能源電力領域未來一個階段面臨的重要工作和任務。進入十四五開局之年,電力行業的發展迎來新的局面,一場瞄準“碳達峰、碳中和”的攻堅戰已經打響。3月15日,中央財經委員會第九次會議指出,要“構建以新能源為主體的新型電力系統”,這是我國首次明確新能源在未來電力系統中的主體地位。然而,可再生能源在利用過程中存在能源密度低、間歇性、波動大等問題,給大規模應用帶來很大難度。而儲能技術能夠解決能源利用過程中時間、空間、強度等不匹配問題。因此,儲能系統在可再生能源電站、電網輸配側以及用戶側的應用能夠促進可再生能源的消納,是清潔可再生能源大規模發展與利用的關鍵,也是我國乃至全球能源結構調整的重要技術[2]。隨著清潔可再生能源開發利用規模的不斷擴大,對儲能市場的需求呈現大量增長。近日,研究機構EVTank聯合中國電池產業研究院發布的《中國鋰離子電池行業發展白皮書(2021年)》顯示,2020年全球儲能用鋰離子電池出貨量為28.5GWh,同比增長35.8%。當下,全球新增儲能裝機量中鋰電池儲能占比不斷提升,中國已成為全球最大的新增電化學儲能市場,在全球儲能用鋰離子電池出貨量中占據半壁江山:2020年,中國包括通信基站儲能、家庭儲能、電力系統儲能在內的儲能用鋰離子電池出貨量為14.2GWh,同比增長65.1%,遠高于全球增速[3]。
然而,與快速增長的電力行業需求相對的是,儲能行業發展的歷史較短,并沒有形成豐富的人才庫,儲能領域各層次的人才供給嚴重不足,導致儲能行業面臨人才短缺的嚴峻挑戰[4]。不僅如此,傳統的儲能領域人才要么是材料或物理化學學科背景,僅停留在儲能材料制備及原型器件的性能研究階段,對后期儲能電池的控制、優化策略等并不涉及;要么是電氣工程學科背景,僅涉及儲能電池的后端系統設計、控制與優化,對前端電池的構造、制備、生產過程等完全不懂。而在構建以新能源為主體的新型電力系統的大背景下,單一學科的知識結構無法滿足行業對人才層次化多元化的需求。為進一步推動能源結構調整,加快清潔可再生能源發展,加強面向電力行業的儲能技術人才的實踐與創新能力顯得非常迫切[5]。
1.2?電氣工程及其自動化專業及儲能技術人才實踐與創新能力培養現狀分析
電氣工程及其自動化是一個實踐能力要求強的專業,而儲能技術本身也是應用性非常強的專業,因此,要培養具有儲能技術特色的電氣工程及其自動化專業人才,實踐教學必須占據重要的地位,且應緊密結合行業需求。盡管電氣工程及其自動化作為一門傳統學科,已有成熟的實踐教學體系,但目前絕大多數高校電氣工程及其自動化課程體系設置,實踐課時和教學重視程度明顯偏低,很多課程實踐教學環節實踐教學與理論教學缺乏有效銜接,專業教師實踐經驗不足、操作能力欠佳,造成了學生動手操作能力弱、創新能力不足的現狀[6]。而在開設了儲能技術相關課程的高校中,實踐環節也存在內容層次較低,缺乏整體性、系統性、難以滿足行業能力培養的實際要求,課內實踐與課外實踐銜接不好,師資力量不足等問題,造成學生學習興趣不高,實踐與創新能力不強等現狀[7]。
2?面向電力行業的高層次儲能技術人才實踐與創新能力培養途徑
2.1?加強創新交叉型師資隊伍建設
優秀的師資隊伍是人才培養的核心力量。面向電力行業的高層次儲能人才,是新時代行業發展的需求,具有鮮明的時代特征。傳統單一材料學科或電氣工程學科的師資知識與能力有一定局限性,無法滿足創新交叉型學科對人才培養的需求。因此,應籌建一支具有儲能特色的電氣工程及其自動化教學團隊,提升該專業的教學水平。作為教師個體,在知識水平層面,應加強個人學習,拓展知識領域,并實時學習行業內各類政策,緊跟專業領域內最新研究進展;在教學技能和工程素質層面,教師應積極思考,多方面進行規劃。在交流學習方面,教師還應加強與其他高校的交流,參加相關專業的教學研討會。作為教學團隊,應定期進行教研活動,組織教學討論、分享教學經驗、探討教學方法、促進教師整體教學水平的提高;鼓勵教師下企業,參與企業培訓,加強與企業工程師交流,進行工程實踐,一方面提高個人的工程素養和專業能力,同時也是深入了解企業對人才的實際需求,能在教學中更好地體現企業需求導向的人才培養理念。此外,通過加強與企業間的交流合作,還可以邀請企業中相關技術人員作為校外實踐導師,從企業的視角傳授相關專業知識,提高學生的興趣與積極性,提升學生在相關技術領域的專業知識和行業認知。