储能科学与工程专业建设实践剖析

摘"要：2024年“新型储能”首次被写入政府工作报告，产业发展驶入快车道。储能科学与工程专业面向国家能源战略重大需求和“碳达峰、碳中和”战略目标，是国家“十四五”时期教育强国重点支持的新兴专业。系列高校开设储能科学与工程系列，高校具有不同历史特色及行业优势，所处不同地域产业群，在学科方向设置各有侧重，导致各个高校设置核心课程、实验实践教学都有明显不同。急需完善储能科学与工程本科专业的质量标准建设，制定适用于专业新工科人才培养的质量标准。面向行业布局，强化储能科学与工程创新创业建设，实现多方育人、校企协同、科教融汇、产教融合。

关键词：储能；核心课程；实验实践；创新创业

Analyze"the"Construction"Practice"of

Energy"Storage"Science"and"Engineering"Specialty

Kong"Fanhou"Xu"Ming

Shandong"Institute"of"Petroleum"and"Chemical"Technology"ShandongDongying"257061

Abstract：In"2024，the"concept"of"'new"energy"storage'"was"introduced"for"the"first"time"in"the"government"work"report，marking"a"significant"acceleration"in"industry"development.The"major"of"energy"storage"science"and"engineering"faces"the"major"needs"of"the"national"energy"strategy"and"the"strategic"goal"of"\"carbon"peak"and"carbon"neutrality\"，and"is"an"emerging"major"supported"by"the"national"education"power"during"the"14th"FiveYear"Plan"period.Colleges"and"universities"with"energy"storage"science"and"engineering"series"have"different"historical"characteristics"and"industry"advantages，are"located"in"different"regional"industrial"groups，and"have"different"focuses"on"the"subject"direction，resulting"in"the"core"curriculum"and"experimental"practice"teaching"of"each"college"and"university"are"significantly"different.It"is"urgent"to"improve"the"construction"of"quality"standards"for"energy"storage"science"and"engineering，and"formulate"quality"standards"suitable"for"the"training"of"new"professional"engineering"talents.Facing"the"layout"of"the"industry，strengthening"the"innovation"and"entrepreneurship"construction"of"energy"storage"science"and"engineering"will"achieve"multiparty"education，schoolenterprise"collaboration，science"and"education"integration，and"the"integration"of"production"and"education.

Keywords：Energy"storage；Core"curriculum；Experimental"practice；Innovation"and"entrepreneurship

1"概述

2024年“新型储能”首次被写入政府工作报告，出口“新三件”电池、光伏、汽车，推动全球绿色低碳转型，产业发展驶入快车道［1］。储能科学与工程专业面向国家能源战略重大需求和“碳达峰、碳中和”战略目标，是国家“十四五”时期教育强国推进重点支持的新兴专业。《储能技术专业学科发展行动计划（2020—2024年）》《“十四五”新型储能发展实施方案》《关于实施储能技术国家急需高层次人才培养专项的通知》等国家层面相关政策的印发，对储能科学与工程专业人才的培养提出了更高的期待和要求［24］。

截至目前，全国共84所高校开设储能科学与工程本科专业［56］，中国石油大学（北京）等20多所高校开设储能技术专业型硕士，西安交通大学等7所院校获批国家储能技术产教融合创新平台。本科专业培养具有良好道德情操、文化修养和身心素质，具有扎实的化学、物理、材料、能源、电子、电气、控制、管理等交叉学科的基础理论，系统掌握储能技术基础理论、高性能储能材料设计与制备、储能系统设计与控制及运维、储能系统安全管理等专业知识，能够在储能专业相关产业的科技管理、科学研究、工程应用中发挥关键作用，推进储能技术和产业发展的专业人才。本专业毕业生可在能源、化工、新材料、新能源、动力、汽车、环境等国家战略性新兴产业领域从事储能相关的研究开发、工程设计、生产加工、设备操作、技术管理与品质控制等方面的工作，还可继续攻读相关学科高层次学位。

跟成熟专业相比，储能科学与工程专业属于新工科特设专业，缺乏质量标准［5，7］。各个高校设置的核心课程、实验实践教学及创新创业课程都有所不同。

2"储能专业核心课程建设

各个学校对于储能科学与工程专业培养方向不同，导致核心课程明显不同。本项目统计20所高校主要课程设置情况，如下图所示。该专业采用学科交叉人才培养机制，核心课程主要包括“储能原理”（储能科学与技术）、“电化学原理”（基础）、“自动控制原理”（理论）、“传热与传质学”“材料科学基础”“热科学基础”“电力系统分析”“储能材料”等［8］。

主要课程开设情况图

西安交通大学主要课程设置数学基础课程群、储能基础课程群（电路、工程力学、自动控制理论、现代电子技术、储能原理等）、热质储能课程群（储能热流基础、传热传质学、热质储能技术与应用）、电化学与电磁储能课程群（电化学基础、储能材料工程等）、系统储能课程群（电力系统分析、储能系统设计等）。

山东大学主要课程包括储能原理与技术、现代功率变流系统、电化学储能、新能源技术、工业仪表与测试技术、自动控制原理、创新理论与方法、能源材料分析与表征等。

重庆大学主要课程包括热科学基础、储能材料科学基础、物理化学、固体物理学、储能原理与技术、电化学原理、能源转化原理、多能互联互补能源产储用系统及理论、储能系统安全管理等。

哈尔滨工业大学主要课程包括储能原理、新能源系统基础、储热储冷技术、储能系统控制技术、传热学、半导体物理、电化学基础、自动控制原理、储能系统环境工程基础、储能气体动力学、储能材料基础、储能系统测试技术等。

武汉大学主要课程设置包括电路原理、理论力学、大学物理、大学化学、流体机械学、电机学、工程热力学、电气工程基础、储能原理与技术、电力系统分析、能源材料、电池技术、电储能系统设计等。

华东理工大学主要课程设置包括流体力学、传热学、工程热力学、材料科学基础、电化学基础、固体物理、储能原理、储能材料与工艺、储能系统与应用等。

河南理工大学主要课程设置包括物理化学、化工原理、电工与电子技术、压力容器与过程设备、储能原理与技术、氢能与制氢、储氢材料与工程、氢气的输运与利用、电化学储能原理与器件、电化学基础、燃料电池等。

山东石油化工学院核心课程包括储能原理与技术、电化学原理、储能材料与器件、工程热力学及传热学、储能系统控制等。

3"储能专业实验实践教学建设

实验实践类课程包含综合性实验项目、独立设课的实验、实习实训、课程设计、毕业设计（论文）等［910］。实验实践类开设学分从34.5到53。

储能科学与工程专业学生掌握学科基础课程中实验教学部分，如大学物理实验、储能化学实验、物理化学实验、电工电子学实验、传热学实验等，学生了解实验仪器构造，熟练仪器操作，理解实验原理，掌握实验操作和数据处理方法。专业课程实验室能为学生提供紧密的行业发展前沿实验实训条件，如电化学原理实验、储能材料实验、热质储能实验、现代功率变流系统实验、储能电池设计集成实验、储能器件组装及检测实验、储能系统仿真实训等专业实验。包括实验目的、实验原理、仪器装置示意图、实验数据、结果处理、作图、习题及讨论等项目。

西安交通大学实验课程设置有：储能热流基础实验、热质储能技术及应用实验、热质储能综合实验、储能电池设计制作及集成化实验、储能装置设计与开发实验、先进热力系统技术与仿真实验等。

武汉大学主要实验类课程设置有：电路综合实验、电子综合实验、大学化学实验、大学物理实验、电力电子及新能源发电综合实验、储能安全保护与自动化综合实验、储能工程实践等。

重庆大学主要实验类课程设置有：电路原理实验、热科学基础实验、化学储能实验、能源动力系统虚拟仿真创新实验等。

认识实习为储能科学与工程专业的学生在学习专业课之前重要的实践教学环节，是校内理论课程与现场实际应用的衔接桥梁。通过认识实习，学生掌握储能过程的基本流程，同时了解相变储能、机械储能、化学储能、电磁储能等主要储能设备的基本结构、原理，也对生产现场及主要的应用场景有初步认识。同时，在学习参观过程中，学生了解储能装置中的基本安全常识，提高学生的安全意识。实践基地围绕风光热发电厂、储能电站、光伏电站、储能装备组装企业、电池原料生产企业、电芯设备供应企业，同时可根据地区产业特色，结合属地多能互补示范项目。认识实习实践学时1～2周，具体环节包括实习动员与安全教育、新能源前沿讲座、储能电站参观、储能器件设备工艺参观、关键能源材料生产工艺参观学习等。

专业实习依托校企协同、产教融合育人新体制，使学生在掌握储能技术基础理论上，逐渐具备储能材料设计与制备、储能系统控制及运维、储能系统安全管理等专业知识，对相关储能设备和生产组织管理有更深刻的认识，熟悉系统集成、装配工艺流程，全面巩固以前所学的有关理论知识和实践技能，使学生能够在踏上工作岗位后适应储能专业工作，能够在储能专业相关产业的科技管理、科学研究、工程应用中发挥关键作用。专业实习实践学时3～6周，围绕压缩空气储能、锂电池、钠电池、液流电池、氢氧燃料电池、电容器、热泵、风光互补储能、相变储热、绿电制氢、地热余热等。掌握储能产品原理、技术和性能，从工程实践角度了解对比理解各类储能方式的优缺点及发展现状，树立加快地热、余热、太阳能、风能等新能源开发利用，体验到能源转型和可持续发展的趋势，构建多能互补新型能源体系意识。通过参观学习，切实感受到储能项目的建设与发展，学生能够对自己从事的专业有一个整体的认识，为学生今后具体专业方向的选择提供参考。

4"储能专业创新创业建设

创新提升专业，创业带动就业［1112］。储能科学与工程专业作为交叉学科，具备化学、物理、材料、能源、电子、电气、控制、管理等基础理论，同时在学科前沿报告、开放创新实验、第二课题等环节接触产业发展前沿［13］。

在各高校创新创业课程设置方面，武汉大学设置储能工程创新与科研实践、储能工程专业训练课程；河南理工大学设置创新创业基础、大学生创新创业赛事攻略、创业导引与企业家面对面课程；华东理工大学设置大学生创业基础、创新工程实践、创造性思维与创新方法；内蒙古工业大学设置大学生创业基础、大学生创新创业课程等；山东石油化工学院设置开放创新实验课程等。

储能科学与工程专业学科竞赛主要围绕全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、全国大学生能源经济学术创意大赛、全国大学生化学实验创新设计大赛等。综合创新创业竞赛围绕中国国际大学生创新大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”中国大学生创业计划大赛、全国大学生创新创业训练计划年会展示、iCAN大学生创新创业大赛、中美青年创客大赛、中国大学生工程实践与创新能力大赛等。

结语

高校开设储能科学与工程系列具有不同历史特色及行业优势，由于所处不同地域产业群，在学科方向设置各有侧重，导致各个高校设置核心课程、实验实践教学都有明显不同。急需完善储能科学与工程专业的质量标准建设，制定适用于专业新工科人才培养的质量标准。面向行业布局，强化储能科学与工程创新创业建设，实现多方育人、校企协同、科教融汇、产教融合。

参考文献：

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基金项目：山东石油化工学院教学改革研究项目《基于产教协同“双碳”型储能科学与工程专业建设探索与实践》（编号：JGZD202406）；东营市自然科学基金《沥青质硬碳有序无序转变过程及储钠机理探究》（编号：2024ZR02）

作者简介：孔凡厚（1988—"），男，汉族，潍坊临朐人，博士，讲师，研究方向：锂钠电池材料微纳结构设计及器件评价。