構(gòu)筑融合之力打通儲能技術(shù)鏈條

“雖然剛進入新能源領(lǐng)域?qū)W習(xí)，但仿佛已從山腳下看到了山巔。”陳擁是天津大學(xué)儲能科學(xué)與工程專業(yè)的第一批本科生。不久前，專業(yè)基礎(chǔ)課“儲能科學(xué)與工程概論”給了他極大的震撼。課程第一講的教師竟然是電力系統(tǒng)領(lǐng)域知名專家、中國工程院院士王成山。其后，一眾學(xué)科“頂流”專家輪流授課。

頂配的師資、定制的課程、前沿的科學(xué)……這是天津大學(xué)國家儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺（以下簡稱“儲能平臺”）探索構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研深度融合模式的一個縮影。

近年來，以可再生能源利用技術(shù)為主的新興能源技術(shù)蓬勃興起，儲能技術(shù)成為關(guān)鍵技術(shù)之一。為加快培養(yǎng)儲能領(lǐng)域“高精尖缺”人才，增強產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和自主創(chuàng)新能力，以產(chǎn)教融合發(fā)展推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，教育部、國家發(fā)展改革委、國家能源局決定實施儲能技術(shù)專業(yè)學(xué)科發(fā)展行動計劃（2020—2024年）。

作為2021年獲批建設(shè)的全國首批三所國家儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺之一，學(xué)校以儲能平臺為契機，積極推動以儲能學(xué)科專業(yè)為主體、校內(nèi)各優(yōu)勢學(xué)科為支撐，聯(lián)合儲能行業(yè)龍頭企業(yè)，深入推進儲能技術(shù)的交叉學(xué)科研究和產(chǎn)教融合探索，打通儲能領(lǐng)域人才鏈、創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈，為國家培養(yǎng)能夠引領(lǐng)儲能技術(shù)進步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的卓越工程師和科學(xué)家。

高水平科研連接產(chǎn)與教

化工、機械、材料、自動化……在天津大學(xué)，儲能科學(xué)與工程專業(yè)的頂配師資可謂“五花八門”。突破專業(yè)、學(xué)院、行業(yè)限制，通過共建學(xué)院聯(lián)聘、校外資源挖掘和國外人才引進等方式，打造跨學(xué)科、復(fù)合型、高層次的研究團隊。這是儲能平臺的一大優(yōu)勢，這種優(yōu)勢也同樣被運用到學(xué)校人才培養(yǎng)上。

“頂配的師資，大多是儲能鏈條各個環(huán)節(jié)的頂級專家?！痹诨W(xué)院教授楊全紅看來，高水平科研是連接產(chǎn)與教的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一頭連著產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待破解的難題，另一頭連著高水平人才培養(yǎng)。

儲能平臺在建設(shè)伊始就確定了首批建設(shè)的5個研究中心，即電化學(xué)儲能、燃料儲能與應(yīng)用、儲能裝備與系統(tǒng)、儲能安全與運維、儲能經(jīng)濟與政策5個研究中心，中心主任均由國家級領(lǐng)軍人才擔(dān)任。

“希望大家能夠在交流研討中碰撞出靈感火花，突破合作瓶頸，促進學(xué)科交叉融合，推動儲能科研創(chuàng)新進展?！苯衲?月，在儲能技術(shù)學(xué)科交叉中心建設(shè)學(xué)術(shù)研討會上，王成山反復(fù)強調(diào)學(xué)科交叉的重要性。

“科研合作正在從‘自由型’向‘有組織型’轉(zhuǎn)變?！辈牧蠈W(xué)院韓曉鵬教授以儲能電池為例，在這條研發(fā)鏈條上，從基礎(chǔ)材料到電極、電池再到系統(tǒng)控制和應(yīng)用，雖然學(xué)校團隊優(yōu)勢明顯，但卻分散在各個學(xué)院，而儲能平臺則打破了壁壘。

“每周一大家都會聚在一起交流，把各自的需求帶來，為下一步科研尋找方向?！表n曉鵬介紹，儲能技術(shù)學(xué)科交叉中心建設(shè)學(xué)術(shù)研討會拉出了全校儲能研究的“清單”，如數(shù)家珍般地列出了各個團隊研究的特色、優(yōu)勢和進展。

“我們一直在尋找可以對鋰離子在納米多孔材料中的傳輸、擴散等行為進行多物理場耦合模擬的團隊，沒想到在校內(nèi)機械學(xué)院焦魁教授團隊找到了?！被W(xué)院副教授吉科猛加入儲能平臺后，很快就嘗到了交叉融合的甜頭。而韓曉鵬則更期待解決“一條鏈條上不同環(huán)節(jié)‘交叉’部分的難題”。

儲能平臺常務(wù)副主任焦魁介紹，目前平臺已經(jīng)形成了以3名院士、20余名國家級領(lǐng)軍人才、40余名國家級青年人才領(lǐng)銜的高層次、跨學(xué)科、復(fù)合型科研教學(xué)團隊，實現(xiàn)了儲能領(lǐng)域的全環(huán)節(jié)和全鏈條覆蓋。

項目式教學(xué)打通學(xué)與練

一個周六上午，盡管是周末，但位于天津大學(xué)北洋園校區(qū)的一間教室內(nèi)，儲能專業(yè)的學(xué)生們依然在興致盎然地研討著他們的“風(fēng)光互補碳中和小屋”。四五名學(xué)生一組，他們需要通過一學(xué)期的課程學(xué)習(xí)完成從供能、儲能再到用能的系統(tǒng)搭建，最終實現(xiàn)每一棟“小屋”都可以利用自身產(chǎn)生的再生能源進行夏季供冷。

這是專為儲能專業(yè)大一學(xué)生量身定制的項目式課程“儲能創(chuàng)客A”。“即使擰螺絲、接水管這些動手的基礎(chǔ)工作都需要去學(xué)習(xí)實踐?！睂W(xué)生傅心雨說，除了課堂上的“邊做邊學(xué)”，他們有時還必須利用課下的時間自學(xué)相關(guān)知識，跑到教室里繼續(xù)擺弄“小屋”，成功激起了學(xué)習(xí)興趣。

授課教師馬非是來自機械學(xué)院的一名青年教師。在他看來，這門課就是要激發(fā)學(xué)生的興趣、培養(yǎng)設(shè)計思維、鍛煉實踐能力，讓學(xué)生們在學(xué)習(xí)中學(xué)會思考、討論、合作和實踐，這也是儲能平臺項目式教學(xué)的特色之一。

像“儲能創(chuàng)客A”這樣的課程，在儲能專業(yè)定制的“項目式課程庫”中還有18門，學(xué)生需要在大二和大三通過“選課”的形式再選擇兩門項目式課程進行學(xué)習(xí)。

除了項目式課程，新工科項目式教學(xué)理念已經(jīng)融入其他的專業(yè)課中。機械學(xué)院劉海峰教授負責(zé)一門大三的專業(yè)課“儲能原理”和一門研究生課程“高等儲能原理”。在他的設(shè)計中，本科生課程將集共性原理講授、先進儲能技術(shù)于一體，還要嘗試讓學(xué)生做一個儲能電池裝置。他在課程中定制了一些來自企業(yè)的課程，邀請企業(yè)的技術(shù)人員來講授，同時將學(xué)生帶到企業(yè)中去感受。而研究生的課程則會更加突出特色，把教師的科研優(yōu)勢充分融入教學(xué)。

這樣的課程背后往往有多位教師支撐。比如盡管“儲能創(chuàng)客A”是馬非主講，但課程設(shè)計卻凝聚了擅長電能供儲用、可再生供能、冷熱供儲用等領(lǐng)域5位教師的智慧。

“物理課、化學(xué)課、工程數(shù)學(xué)課、編程課……盡管名字看起來都很普通，但其實都是‘高端定制’，課堂上經(jīng)常要做任務(wù)，也需要我們根據(jù)任務(wù)目標(biāo)自學(xué)相關(guān)知識。”陳擁說，這樣的課程壓力大，但收獲更多。

跨學(xué)科、項目式、產(chǎn)教融合、本研貫通……這些都是儲能專業(yè)人才培養(yǎng)模式的重要特征。焦魁介紹，目前儲能平臺正在以新工科建設(shè)為牽引，深入建設(shè)儲能科學(xué)與工程專業(yè)的課程、教材、教法、教師等高等教育教學(xué)的“新基建”，構(gòu)建具有學(xué)校特色的儲能系統(tǒng)人才培養(yǎng)體系。

企業(yè)融入提升研與教

今年暑假，陳擁赴企業(yè)進行了為期6周的帶薪專業(yè)實習(xí)。想去電力行業(yè)學(xué)習(xí)的他報了以儲能為主要業(yè)務(wù)的平高集團儲能科技有限公司，對化學(xué)更感興趣的傅心雨則選擇了中汽研新能源汽車檢驗中心（天津）有限公司提供的“燃料電池試驗輔助及數(shù)據(jù)分析實習(xí)生”崗位。

按照培養(yǎng)計劃，這樣真刀實槍地到企業(yè)的暑期實習(xí)，本科期間有兩次，這也是學(xué)生對“產(chǎn)教融合”的初體驗。

“全班22名學(xué)生，有6家單位提供了40余個崗位?！必撠?zé)此次實習(xí)組織工作的教師李巾錠介紹，儲能平臺希望給學(xué)生提供一種“沉浸式、體驗式、互動式”的實習(xí)模式。

“我們和儲能平臺的很多老師建立了合作關(guān)系。這次安排了天大畢業(yè)的博士來做學(xué)生的企業(yè)實習(xí)老師?！币呀?jīng)受聘為碩士研究生企業(yè)導(dǎo)師的郝冬是中國汽車技術(shù)研究中心有限公司首席專家。他介紹，企業(yè)有兩萬平方米、50多個新能源實驗室，可以為學(xué)生們提供國際一流的平臺，大幅提升他們對燃料電池的認知。

與本科生們走進企業(yè)開展專業(yè)實習(xí)不同，儲能平臺博士一年級的黃耀煒前期初步研制完成了一種新型熱力學(xué)循環(huán)，該循環(huán)可以應(yīng)用于儲能、碳捕集與利用、直接空氣碳捕集等技術(shù)。目前，他正打算做一個放大的真實系統(tǒng)用于微電網(wǎng)內(nèi)且可以通過可再生能源驅(qū)動。接下來的工作，他將得到企業(yè)導(dǎo)師——國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院電源技術(shù)中心主任甘智勇的指導(dǎo)。

學(xué)校在本科培養(yǎng)階段全面引入行業(yè)內(nèi)的企業(yè)參與教學(xué)和育人；在研究生培養(yǎng)階段實行“雙導(dǎo)師”制，同時支持專項博士生參與企業(yè)的研發(fā)項目，支持博士生依托企業(yè)的科研條件和重大研發(fā)項目開展博士學(xué)位論文研究，鼓勵企業(yè)優(yōu)秀青年技術(shù)骨干申請攻讀定向博士生，企業(yè)的深度參與讓平臺的人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展齊頭并進。據(jù)了解，目前儲能平臺已與國家電網(wǎng)、中汽研、濰柴等數(shù)十家儲能行業(yè)頂尖企業(yè)開展了科技攻關(guān)合作，與國家能源集團、中石化、比亞迪等企業(yè)簽署了人才聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議，并正與國網(wǎng)天津市電力公司籌備聯(lián)合掛牌“國家儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺實訓(xùn)基地”。

與人才培養(yǎng)同步開展的還有和企業(yè)更加深入的合作。在新型電力系統(tǒng)儲能并網(wǎng)調(diào)控和關(guān)鍵裝備技術(shù)領(lǐng)域，學(xué)校與南方電網(wǎng)公司聯(lián)合成立“南方電網(wǎng)公司—天津大學(xué)智能配用電與儲能”聯(lián)合研究院。在儲能系統(tǒng)運行可靠性和混合儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，與許繼集團合作開發(fā)百兆瓦級鋰離子儲能電站故障特性模擬系統(tǒng)及相關(guān)測試平臺。在儲能經(jīng)濟與政策研究領(lǐng)域，與國家電網(wǎng)合作開展基于“雙碳”背景的后勤資產(chǎn)運營保障模式研究……

王成山表示，學(xué)校正在建設(shè)的國家儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺將通過全方位推進模式創(chuàng)新和機制改革，建成能夠貫穿人才培養(yǎng)、科技攻關(guān)、生產(chǎn)實踐、校企合作創(chuàng)新發(fā)展等多環(huán)節(jié)的儲能人才培養(yǎng)“天大范式”。

《中國教育報》2023年09月04日第7版