能源特色类高校的“时代之问”

碧玉

1981年，联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能（原子能）。

当前，我国能源转型已取得一定的成绩，但转型难免会带来阵痛。随着能源革命的不断深入，传统能源行业高技能人才紧缺、人才结构不合理等问题也逐渐显现。在能源变革浪潮中，曾以传统能源为依托的高等学府，应做哪些调整和布局？在提升自身综合实力的同时，又该如何源源不断地为行业发展输送人才？

中国矿业大学

矿业高等学府转型要打好“特色牌”

能源生产和消费革命正在兴起，环境问题日益突出，煤炭行业面临转型升级，能源行业科技与人才需求正在发生重大变化，智能开采、无人开采、生态修复等新方向、新领域给中国矿业大学提出了新要求。

做深地工作的中国矿业大学去发射卫星了！

2023年7月23日10时50分，我国首颗矿业专用卫星“矿大南湖号”SAR遥感卫星搭乘长征二号丁火箭，在太原卫星发射中心发射成功。

“矿大南湖号”卫星是中国矿业大学师生的“作品”。

“矿大南湖号”卫星发射成功后，很多人问：“做深地工作的中国矿业大学怎么会去发射衛星？”

“我们一直聚焦矿业的数字化转型，加强数字经济与矿业领域的深度融合，此次发射卫星的目的就是融汇空天地理大数据、矿业资源大数据、矿业产业链企业大数据等数据资源，构建空天地立体化感知网，打造全国煤炭、金属、建材等各类型矿区点位分布一张图，建立矿业创新链企业一张图。” 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室副主任周伟说。

另外，“矿大南湖号” 卫星不仅分辨率高——可达到亚米级的分辨率，能对矿区的作业车辆、设施等做较精细的检测，后续还可以提供智能化的战略、研发、营销等决策支持和服务，提高矿业生产效率和资源利用率；还是一颗“千里眼”，具有推扫、视频、夜光、立体等多模式成像能力，成像幅宽较大，一次监测可跨越上千公里的区域范围，能为中国乃至世界矿业行业的发展提供可靠的遥感数据支撑，且能赋能智慧矿山的建设，从而驱动我国采矿行业的高质量智能化发展。

依托中国矿业大学学科广度和专业深度优势、徐州矿业产业基础以及徐工雄厚实力的“矿大南湖号”，能推动数字经济与先进制造业的深度融合，推进产业基础高级化和产业链现代化，打造产业科技创新高地。

新使命的四个方向

中国矿业大学副校长卞正富教授将学校的新使命归结为四个方向。一是将煤炭转化为清洁能源——“我国的资源禀赋决定煤炭还是主体能源，这是我们义不容辞的责任”。二是要改变采矿的工作环境——“学校要利用人工智能等技术改善矿业从业人员的工作环境，以吸引优秀人才学习矿业科学，并让矿山留得住人才，这是中国矿业大学的担当”。三是解决采矿遗留的环境问题——“仅有潘安湖治理模式远远不够，全国各地的自然和社会环境各不相同，矿区环境需要相当长时间的治理，这是历史交给中国矿业大学的任务”。四是开发新能源——“我们既要做好煤炭这篇大文章，也要发展新能源、可再生能源，这也是一所能源资源大学的使命”。

中国矿业大学名片

中国矿业大学从焦作路矿学堂起步，历经十余次搬迁、易名，却始终以“开发矿业，开采光明，建设祖国，造福人类”为己任，为煤炭能源行业发展和国家现代化建设不断贡献力量。

新中国成立之后，作为“工业粮食”，煤炭备受重视，学校创造了“八大学院”时期的辉煌；改革开放后，煤炭行业由计划经济转向市场经济，小步快走策略使全国各地的煤炭开采处于完全自由竞争状态，产量快速提高，学校抓住几次重要的发展机遇，成为首批进入国家“211工程”建设的高校；随后，乘借行业“黄金十年”的东风，学校围绕行业重大项目开展相关科研工作，建成中国煤炭行业第一个国家重点实验室……

从“211工程”到“985工程优势学科创新平台”建设，再到“双一流”学科建设，学校一路走来离不开行业的支持，也不断为行业发展贡献科技力量。

服务国家能源转型战略

2018年，中国矿业大学矿业工程学院开设智能采矿特色班。这个从2017级本科生中遴选30名优秀学生组建的特色班，得到了全校多个专业的支持。这是国内高校首次利用以人工智能、大数据、云计算、物联网等为代表的高新技术，对采矿工程专业在教学领域的升级。此外，矿业工程学院还关注海洋采矿、太空采矿和煤炭气化、流态化开采等。

在2018年度的江苏省科学技术奖励大会上，中国矿业大学电气工程学院陈昊教授及其团队研究的项目“电动汽车新型动力系统关键技术及应用”获得省科技进步奖一等奖。“电动汽车新型动力系统关键技术及应用”这项科技的研发和应用，将会使电动汽车电池一次充电后至少可以多跑10%的里程，电机寿命最少能够延长30%，且跟永磁电机比起来，成本可降35%以上。

中国矿业大学测绘学科也向深地资源开发中的智能感知、精准定位、信息表达及太空采矿中的空间信息技术支持等方向开拓前行。比如，在讲台上坚守了30多年的高井祥教授，其所讲授的测绘课程发生了翻天覆地的变化——“以前半本书的内容，现在可能一节课就讲完了，就像在自动化驾车时代，只需要跟学生交代一下曾经有手动驾车的历史一样”。这名学生时代手绘图纸的高手，现在主持的研究是“导航与位置服务”。

服务国家能源转型战略，是新时代赋予中国矿业大学的新使命。

华北电力大学

“中国电力人才摇篮”的创新之路

在中国式现代化道路上，面对能源、产业结构的转型升级，作为教育部直属高校中唯一以能源电力为办学特色的“双一流”建设高校，华北电力大学如何创新人才培养模式，更好地服务国家“双碳”目标，助力教育高质量发展呢？

新一代太阳电池结构设计的创新转型

钙钛矿太阳电池是第3代太阳电池中最重要的研究方向，其具有光电转换效率高、制造成本低、工艺简单等优点，为解决未来的能源问题带来了曙光。华北电力大学新能源学院李美成教授持续聚焦钙钛矿太阳电池这一国际研究前沿课题，结合交叉融合的学科基础与融会贯通的技术特长，组建颇具活力的创新研发团队投入提高钙钛矿太阳电池的光电转换效率等电性能方面的研究工作中。

經过无数个日夜的奋斗，2019年，团队终于在钙钛矿太阳电池领域取得了重大突破：他们首次提出和构建了钙钛矿p-n同质结结构，并通过开尔文探针力显微镜（KPFM）等测试技术证明钙钛矿p-n同质结中如何形成内建电场；他们还进一步将p-n同质结结构应用于平面型钙钛矿太阳电池中，促进了载流子的定向传输，减少了载流子的复合，最终，此类钙钛矿太阳电池获得了超过21.3%的光电转换效率。

有评论文章指出，钙钛矿p-n同质结结构的研制开辟了钙钛矿太阳电池新的发展路径；钙钛矿p-n同质结结构为钙钛矿太阳电池利用传统硅基太阳电池的器件结构和优势工艺开辟了道路。该研究成果不仅适用于钙钛矿太阳电池，还适用于大电流模式的LED发光、低电流模式的神经形态计算等。

目前，团队在钙钛矿太阳电池的紫外光照衰减机理、运行稳定性增强机制、材料掺杂性能优化方法等方面开展持续深入的研究，努力攻关高效率、高稳定性的钙钛矿太阳电池，积极推动我国钙钛矿太阳电池的技术应用。

“大电力”学科体系

“大电力”学科体系是以电力为特色的不断发展、完善、升级的学科体系，其以服务国家能源电力行业发展需求为目标导向，将“优势学科为基础，新兴能源学科为重点，文理学科为支撑”作为构建思路。

华北电力大学不断丰富和完善“大电力”学科体系，继布局水电、核电、风电等相关学科后，又成立国内高校首家可再生能源学院（2020年4月更名为新能源学院），建设新能源科学与工程、新能源材料与器件2个战略性新兴产业专业，持续推动学科专业的调整优化和转型拓新。

近年来，学校还先后自主设置了能源互联网、人工智能、氢能、储能、碳管理、能源安全等6个交叉学科博士点，获批智能电网、集成电路、氢能、储能等一批紧缺急需的本科专业，初步构建起“双碳”引领、结构完整的新型能源电力特色学科体系。

华北电力大学名片

华北电力大学是教育部直属的全国重点大学，是国家“211工程”和“985工程优势学科创新平台”重点建设大学。2017年，学校入选国家“双一流”建设高校名单，重点建设能源电力科学与工程学科群，全面开启建设世界一流学科和高水平研究型大学的新征程。2022年，学校顺利通过首轮“双一流”建设评估并进入第二轮“双一流”建设高校名单，电气工程学科入选第二轮“双一流”建设学科。

在第四轮学科评估中，学校的电气工程获评A、动力工程及工程热物理获评A-。此外，学校的工程学、计算机科学、环境与生态学、材料科学、化学、社会科学总论等6个学科进入ESI全球排名前1%，其中工程学进入ESI全球排名前1‰。

电力事业的脊梁

“要为新中国电力事业发展和人才培养做大贡献！”秉承这样的理念，华北电力大学书写了祖国多个关键环节的数个关键“第一”。

学科“电”基，华电（华北电力大学）奠基。我国电气工程学科电力系统及其自动化专业奠基人之一的杨以涵教授提出了广义无功功率的概念，并在国内首次研制出静止无功发生器（SVG）实验系统，培养和造就了一大批电气工程领域的专家学者，成就卓绝。

电力系统的稳定运转离不开继电保护，而中国微机继电保护的时代是由华电人开创的：中国工程院首批院士之一的杨奇逊曾一举研发出我国首台微机继电保护装置，使我国在该领域一跃达到国际领先水平，终结了被进口产品垄断的历史。

火力发电一直是我国电源结构的绝对主力，而华电人为火力发电装上了“智慧大脑”：发电厂自动化技术专家刘吉臻院士，主持研制成功我国最大容量1000兆瓦超超临界机组自动化成套控制系统和世界首台600兆瓦超临界循环流化床机组自动化控制系统，打破了这两项技术长期被国外垄断的局面，给世界最高等级的火电机组成功装上了“中国脑”，实现了国产高端自动化控制系统的重大技术突破。

要为火力发电装上“智慧大脑”，也要为其插上“高效清洁”的翅膀：热能动力工程专家杨勇平教授在高效清洁火力发电领域取得了包括“多温区多功能SCR脱硝催化剂与低能耗脱硝技术研发及应用”在内的一系列系统性、创新性成果，且这些研究成果均实现了规模化应用，创造了显著的经济社会效益，为我国火力发电跃居国际领先行列做出了重要贡献。

2021年，华北电力大学在全国高校中率先发布“双碳计划”，以20条具体举措积极服务国家碳达峰、碳中和战略，并在短短2年时间内，取得了一系列令人震撼的成绩：李美成教授团队最新研发的平面型钙钛矿太阳电池，获得了24.8%的光电转换效率，是全球已知的TiO2基平面型钙钛矿太阳电池的最高效率；田华军教授团队在水系锌离子电池界面材料研究方面取得重要进展，成果被国际知名学术期刊Nature Communications刊发……

在时代浪潮的每一次翻涌中，华北电力大学都勇立潮头。

中国石油大学（华东）

打好能源转型“主动仗”

美国《科学》杂志在创刊125周年的时候，公布了125个最具挑战的科学问题，其中排在第24位的问题是“何时、何种能源能够替代石油”。然而，到目前为止，还没有人能回答这个问题。当前石油石化企业的“瘦身”源于能源转型与能源多元化发展的形势以及人工智能等新技术的迅猛发展。

给多类型复杂油气藏做“彩超”

随着油气勘探开发向深层、深水、非常规等领域推进，油气藏也面临着类型更加多样化、复杂化的困局，多类型复杂油气藏描述和油气识别由此成为研究前沿。

“现存的以均匀介质理论为基础的叠前地震反演技术及商业软件，已无法满足多类型复杂储层描述和油气识别的需求。” 中国石油大学（华东）地球科学与技术学院教授印兴耀说。

为解决这一难题，印兴耀教授带领团队围绕“多类型复杂油气藏叠前地震直接反演技术及基础软件工业化”项目，潜心钻研20余年，终于克服了普通叠前地震反演预测中存在的岩石物理机制不清、反演精度不够、油气识别可靠性低等难题，在多类型复杂油气藏多尺度迭代岩石物理建模、叠前地震直接反演、固液解耦油气识别等核心技术上取得原创性突破，为多类型复杂油气藏做了信息更加丰富的“彩超”。

2020年初，“多类型复杂油气藏叠前地震直接反演技术及基础软件工业化”项目获国家科学技术进步奖二等奖。

如何在新的变革中领跑？

中国石油大学（华东）明确提出了“强化传统优势能源学科，拓展新能源等其他能源学科，升级通用和基础学科”的学科发展布局总体思路。

具体来说，学校会强化石油、石化及能源装备等传统优势学科建设；拓展海洋、新材料、生物质能、地热能、能源互联网等新能源学科领域；升级能源相关支撑学科，同时加强发展人工智能、大数据技术、云计算等前沿领域及其与能源学科的交叉领域。

中国石油大学（华东）名片

中国石油大学（华东）是教育部和五大能源企业集团公司、教育部和山东省人民政府共建的高校，是石油石化高层次人才培养的重要基地，被誉为“石油科技、管理人才的摇篮”。学校是一所以工为主、石油石化特色鲜明、多学科协调发展的大学。

在第四轮学科评估中，学校的地质资源与地质工程、石油与天然气工程获评A+，化学工程与技术获评A-。此外，学校的工程学、化学、材料科学、地球科学、计算机科学、环境与生态学、社会科学总论、数学等8个学科领域进入ESI全球排名前1%，其中工程学、化学、地球科学进入ESI全球排名前1‰。

树立校企合作新典范

2019年10月，由中国石油大学（华东）和兖矿集团有限公司合作共建的石大兖矿新能源学院（现更名为“石大山能新能源学院”）揭牌。

石大山能新能源学院瞄准国家“双碳”战略目标，紧抓山东省、青岛市新旧动能转换重大机遇，鼓励学院教师在技术革新的浪潮中尽显才智，有组织地开展新能源领域的重大科研攻关。

蒋文春教授负责的项目“千瓦级固体氧化物燃料电池发电系统及高可靠性电堆关键技术（共性关键技术）”隶属于国家重点研发计划“氢能技术”重点专项，总经费3410万元。该技术批量生产后可显著降低电堆生产和系统运行的成本，并能提高电网的安全性。

吴明铂教授主持的项目“重质油基高性能储能碳材料的构筑”是石大山能新能源学院在新能源领域获批的首个国家自然科学基金重点项目，是传统石油化工和新能源学科的有机融合，将极大地拓展重质油的化学内涵，开辟重质油碳质化、高值化转化利用的新途径，并进一步推进我国在纳米材料制备技术以及高性能储能碳材料等领域的发展，实现重质油绿色高值化转化利用。

马文忠教授根据山东能源集团有限公司“综合能源智慧化”的转型路径，从事多能互补、集成优化能源互联网系统关键技术的研究，通过研究风电、光伏、储能及油、气等多能互补、能源互联的理论机理、基础科学与前沿技术问题，为综合能源的梯级利用提供理论和技术基础……

此外，石大山能新能源学院还重点拓展氢能、储能、生物质能、高端煤化工、地热等学科方向。

中国地质大学（武漢）

把科研创新镌刻在祖国大地上

我国的矿产资源经过多年开采，保有储量已越来越少，因此，我们必须将矿产资源的合理开发、节约利用摆在国家发展全局的位置上。

页岩气的勘探开发

目前，我国页岩气的勘探开发处于起步阶段，仍存在制约页岩气勘探突破的多项重大地质问题和工程难题。“十四五”时期，中国地质调查局将持续加强页岩气的地质调查，开展与页岩气相关的科技攻关，以期促进我国页岩气产业的健康快速发展，为保障国家能源安全、优化能源结构、助力长江经济带绿色发展贡献力量。

中国地质大学（武汉）的解习农、石万忠、严德天等教授于2014—2019年承担的南方页岩气基础地质调查项目“南方页岩气富集机理与综合评价体系”取得了一系列创新性成果，为在鄂西宜昌斜坡带实现震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组两套我国最古老的海相富有机质页岩层系获得工业性页岩气流的重大突破做出了贡献，取得了我国南方除四川盆地以外复杂构造区页岩气地质调查和勘探的重大突破，为建立鄂西地区页岩气勘探开发基地打下了坚实的基础……

矿产的集约开发

中国地质大学（武汉）资源学院努力攻关解决矿产资源综合利用等关键技术难题，筹备组建多能源盆地重点实验室，推广先进适用技术，为沉积—能源矿产资源的勘探开发、含煤岩系资源的综合利用等提供重要的理论指导，推进煤、铀、油、地热、铝土矿、关键金属的协同勘探和集约开发，促进资源的全面节约和循环利用，让小矿变大矿、一矿变多矿、贫矿变富矿，提高我国矿产资源利用率和资源能源保障能力。

中国地质大学（武汉）名片

中国地质大学（武汉）位于武汉市，是教育部直属的全国重点大学，是国家 “211工程”、国家 “双一流” 建设高校，是国家批准设立研究生院的大学。

学校的前身是创建于1952年的北京地质学院，由清华大学、北京大学、天津大学、唐山铁道学院等院校的地质系（科）合并而成。1970年，学校迁出北京，在湖北江陵等地辗转办学，曾改名为湖北地质学院。1974年，学校正式定址武汉，更名为武汉地质学院。1978年，武汉地质学院在原北京校址设立武汉地质学院北京研究生部。1987年，武汉地质学院更名为中国地质大学，在武汉、北京两地办学，总部在武汉。2005年3月，学校总部撤销，武汉、北京两地独立办学。

地球科学标志性成果背后的地大人身影

一代代地大人始终与地球科学血脉相连，坚持把实验室搬到环境最艰苦的地方，把论文写在祖国大地上，把爱国情、报国志融入国家科技创新的伟大事业中。

“学习思考，锲而不舍；探索创新，攀登不息。” 於崇文院士曾用这16个字总结自己的学习工作历程。他一生潜心于地学基础理论的研究，先后开辟和发展了5个学术领域，为推动地质科学从唯象科学向精确科学跨越做出了突出的贡献。

地质学上的“金钉子”是全球年代地层单位界线层型剖面和点位的俗称，是确定和识别全球两个时代地层之间界线的唯一标志，是“地球的年轮”，是地质学界的“奥林匹克金牌”。2022年10月，国际地质科学联合会公布了全球首批百个地质遗产地的最终名录，长兴煤山“金钉子”地质剖面入选，这是地质历史上分量最重的“金钉子”之一，也是殷鸿福院士带领的科研团队经过三代人的努力，摘下的地质学上的“奥林匹克金牌”。

肖龙教授及其团队为“嫦娥”系列任务研制模拟月壤近10年，共为工程单位提供了近100吨的模拟月壤。此外，他们还研制了用于材料加工（如3D打印）的模拟月壤，以及模拟火星土壤等，为月球基地建设、火星探测、地外资源利用等提供了支撑。

唐辉明教授团队在位于三峡库区的黄土坡滑坡上搭建了世界上唯一的聚焦滑坡灾害的大型野外综合“地下实验室”——巴东野外综合试验场地下隧洞群，在全球范围内，首次以原位观测的方式获得数据，实现了空、天、地、地下四维立体观测，为重大滑坡预测预报提供了重要的理论与数据支撑。

为了实现可燃冰安全、高效、可控开发的目标，宁伏龙团队开发的基于地球物理方法的力学快速评价技术，能给地下可燃冰储层性质精准画像，“10年前，可燃冰储层力学性质的精细画像需要经过钻探取样、样品转运、实验室评估等一系列环节，整个过程耗时20天以上，而用我们的技术，最快仅需1天就能完成评估！”宁伏龙说。

……

为“嫦娥”指路，奔月取土功不唐捐；为地心把脉，“国之重器”玉汝于成；海下油气勘探，向海图强逐梦深蓝；冲击最高峰，攀登精神屹立不倒……在一个个地球科学标志性成果上，地大人留下了自己的足迹。