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产教融合抢占储能技术制高点

科普小知识2022-03-14 08:16:11
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储能是推动能源替代的关键技术,但去年中国储能市场的发展并不理想。第三季度,电化学储能项目的新装机容量仅为78.2兆瓦,同比下降59.6%。然而,遭受重创的储能市场现在正面临新一轮的发展机遇。

日前,教育部、国家发展和改革委员会、国家能源局联合发布了《储能技术学科发展行动计划(2020-2024)》(以下简称《储能计划》),明确要求加快培养能源领域的“高技术”人才,加快能源产业结构的协调发展和技术升级,增强产业核心技术和自主创新能力,通过产学研结合促进储能产业的高质量发展。

“储能计划”的公布引发了大学、研究所及其他相关领域专家的热烈讨论。下一步,如何调整和优化储能学科建设?大学和研究机构在人才培养方面应该如何布局?能量储存、生产和研究应该如何结合?许多专家向《中国科学日报》提出了自己的想法和建议。

自主创新能力亟待加强

“尽管中国的储能技术取得了快速的进步,但对储能技术的原创性和颠覆性研究仍需加强。”清华大学化学工业系主任任命的教授张强坦率地告诉记者。

张强指出,中国有巨大的储能市场,完整的制造链,优秀的研发机构和制造企业,在储能核心原料和单电池制造领域取得了许多突破。例如,锂离子电池等储能产品有很好的市场份额。

但他也强调,中国仍需进一步解决先进储能、先进储能材料制造技术、智能制造技术、系统管控技术、精确测试和故障分析等领域的原始能源化学和能源物理创新的关键问题,并进行长期积累。

南京工业大学先进材料研究所教授朱也对记者表示,尽管中国在大规模储能用锂离子电池、电动汽车、电子产品、液流电池、全固态电池等关键储能核心技术上取得了突破性进展。处于国际先进水平,系统集成、热管理技术、安全与回收、寿命与效率等储能技术仍需进一步提高。

中国科学院青岛生物能源与工艺研究所、青岛储能技术研究所研究员崔广雷指出:“近年来,中国通过紧密的‘产学研’交流与合作,在固体电解质、锂聚合物、液流电池、压缩空气储能等关键材料、器件和核心集成技术方面取得了可喜的进展。但是,我们仍然需要有全面的认识和危机意识。”

崔光磊进一步指出,国家重大战略和核心产业(如国防、深海、深空、深空等)需要高能量密度、高安全性和长寿命的特殊电化学储能装置。),仍需进一步加强和改进。对相关原始机制的探索和基于平台的研究与创新技术的开发仍然薄弱,需要从源头上加以考虑和解决。

他建议,针对关键材料系统开发和大规模制备、高端专用集成设备等相关产业的瓶颈问题,中国应建立国家储能技术协同创新中心和平台,重点关注已被证明成熟、与国家发展战略相匹配、能够在国际市场上发挥主导作用的关键电池技术,促进技术成果的转移和转化,为技术开发和产业升级提供良好的内外部环境。

加强储能技术专业条件建设

作为一门典型的交叉学科,现有的储能学科分散在物理、化学、材料、能源、化工、信息、交通等诸多领域。储能人才的培养已经成为推动产业发展的重要引擎。

“储能学科应与多学科学科相结合,建立系统、全面、有特色的能源学科建设计划和人才培养计划。”朱建议加强能源学科建设规划和人才培养计划的编制,建立专业教师队伍,招聘高素质学生,建设创新创业平台,联合建设储能技术应用研究平台和学生实习基地。

张江泽指出,针对储能等社会的共同需求,高校将以储能技术学科建设为出发点,建立与储能学科相对应的完善的研究机构和教学机构,制定储能专业的教材和培养方案,重点培养具有原创创新能力的顶尖储能人才和满足我国储能行业迫切需求的专业人才。

“要形成储能技术生产与教育一体化的创新平台,提升我国储能技术关键环节的国际领先地位,形成一批关键技术规范和标准,实现我国储能创新的领先地位,带动其他产业的可持续发展。”张强强调道。

如何加强储能技术专业条件建设?张强建议,一方面要充分利用现有储能技术的专业资源,结合各自的特点,形成高水平的储能人才培养平台;另一方面,编写储能物理、储能化学、储能工程等相关教材,利用高校现有的公共基础课程平台,并结合储能专业的核心课程,形成有效的本科生和研究生培养方案,培养高水平的储能人才,并在实施过程中不断完善。“这不仅将推动我国储能前沿研究从零发展到一,也将为我国储能产业提供高素质、高水平的产业人才。”

崔光磊认为,当今先进的储能技术都涉及多学科交叉,主要集中在不同能量之间的相互转化,将不连续的能量转化为方便或经济的可储存的能量形式。不同的能源形式涉及多学科的知识技术和要素。因此,为了实现高层次人才的培养,迫切需要根据产业发展的主要需求,形成合理的资源配置来支撑储能技术学科。

“对于储能技术的学科建设,严禁学科多而不精、纵向深度不足。不要把专业课程分布得太广。在特色专业方向的指导下,强调某类储能技术的学科布局。”崔光磊强调道。同时,他建议基于需求导向,坚持理论基础和工程技术的双重培养策略,构建储能技术生产与教学一体化、校企结合的创新平台。

加强产学结合的努力

如果你想实现储能计划中设定的目标,接下来你应该做什么来解决关键问题?这个国家需要什么样的支持?

针对上述问题,指出,高校要结合自身条件和国内相关行业的发展和需求,建立能源学科建设方案和人才培养方案,同时要结合国家、地方和企业开展人才培养、科研和产业应用平台建设。国家还需要在能源学科、创新和创业等相关平台建设方面提供支持。与地方、大学和企业合作。与此同时,它还需要为清洁能源并网等能源相关产业的发展提供支持。

要加强储能技术教材建设、培训方案制定和师资队伍建设,形成从本科到硕士、博士的培养模式,形成*或省级产学结合创新平台,引领储能技术发展张强建议,“在现有的支撑体系下,国家应更加重视发展能源物理和能源化学基础、储能工程技术、能源互联网和智能储能技术,支持建设*或省级产学研一体化创新平台,形成一致的、高水平的储能技术学科教师和人才,巩固储能知识的传承和人才培养,推动能源消费、能源供应、能源技术和能源系统的革命。”

针对储能技术学科交叉性强的内在特点,崔光磊建议高校与科研院所建立合作体系,将高校优秀教师与常年致力于储能技术发展的科研院所科研团队有机结合,坚持共建共享、共进共赢的原则,建立深度融合的科教平台和实践基地。

此外,储能技术的原创性突破在很大程度上依赖于基础理论的原创性创新与应用实践的结合,这就不可避免地要求生产与教育更强的融合。因此,崔光磊表示,储能科学教育与科研创新一体化平台的建设仍需要国家给予相应的政策倾斜,鼓励学术、工程和产业领域的充分合作,培养一批掌握储能技术的人才,引领能源革命和能源互联网的发展。

“虽然锂离子电池储能技术仍处于发展和应用的黄金阶段,但推进新能源储能系统的布局和储能学科人才的高水平培养,抢占前瞻性研究和产业创新的制高点,是我国在未来几十年能源竞争中保持领先地位的关键。”崔光磊说道。