鋰離子電池制作實驗室

儲能是推動能源更替的關(guān)鍵技術(shù)，緊緊牽動著新能源的發(fā)展。在我國，儲能技術(shù)雖然進步迅速，應用情況卻并不理想。去年第三季度，我國電化學儲能項目新增裝機規(guī)模僅為78.2兆瓦，同比下降59.6%。不過，陷入低谷的儲能如今又迎來新一輪發(fā)展機遇。

日前，教育部、國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《儲能技術(shù)專業(yè)學科發(fā)展行動計劃(2020—2024年)》(簡稱《儲能計劃》)的通知，在加快培養(yǎng)能源領(lǐng)域高精尖缺人才、加快能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展與技術(shù)提升、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，以及以產(chǎn)教融合推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展等方面作出重要部署，并提出明確要求。

接下來，儲能學科建設(shè)將迎來怎么樣的調(diào)整優(yōu)化?高校、科研院所就儲能人才培養(yǎng)該如何布局?儲能產(chǎn)學研結(jié)合又將走向何方?多位專家向《我國科學報》提出了自己的想法和建議。

自主創(chuàng)新能力亟待加強

雖然我國儲能技術(shù)進步迅速，但原始性、顛覆性的儲能技術(shù)研究還有待加強。清華大學化工系長聘教授張強對記者坦言。

張強指出，我國擁有巨大的儲能市場、完備的制造鏈條、優(yōu)秀的研發(fā)機構(gòu)和制造公司，在儲能核心的原材料、單體電芯制造領(lǐng)域都取得一定的突破。例如，我國鋰離子電池等儲能產(chǎn)品就具有很好的市場占有率。

但他同時強調(diào)，我國還要進一步在先進儲能的原始能源化學與能源物理創(chuàng)新、先進儲能材料制造技術(shù)、智能制造技術(shù)、系統(tǒng)管理與控制技術(shù)、精準測試與失效分析等方面加強攻關(guān)，并進行長期的積累。

南京工業(yè)大學先進材料研究院教授朱紀欣也對記者表示，我國雖然在儲能關(guān)鍵核心技術(shù)，如大型儲能、電動汽車、3C電子產(chǎn)品等儲能用鋰離子電池、液流電池、全固態(tài)電池方面取得突破，并處于國際先進水平，但系統(tǒng)集成、熱管理技術(shù)、安全與回收、壽命與效率等儲能技術(shù)仍需進一步提升。

近年來通過緊密的‘產(chǎn)學研’交流合作，我國已經(jīng)在固態(tài)電解質(zhì)、聚合物鋰離子電池、液流電池及壓縮空氣儲能等關(guān)鍵材料、器件及核心集成技術(shù)等方面取得了可喜進展，但我們對此依然要有全方位的認知和危機意識。 我國科學院青島生物能源與過程研究所青島儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院研究員崔光磊說。

他進一步指出，面向國家重大戰(zhàn)略與核心產(chǎn)業(yè)(如特種、深海、深空、深地等)的高能量密度、高安全、超長壽命等特種電化學儲能器件，仍然要進一步創(chuàng)新與完善;相關(guān)原創(chuàng)性機理探索及平臺化研創(chuàng)技術(shù)開發(fā)還很薄弱，要從源頭上去思考解決。

崔光磊建議，針對關(guān)鍵材料體系開發(fā)與規(guī)模化制備、高端專業(yè)化集成裝備等相關(guān)產(chǎn)業(yè)瓶頸問題，我國應創(chuàng)立國家級儲能技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心和平臺，集中優(yōu)勢力量，重點攻破目前技術(shù)水平經(jīng)過驗證已經(jīng)成熟且與國家發(fā)展戰(zhàn)略匹配、能夠在國際起到引領(lǐng)作用的關(guān)鍵電池技術(shù)，并推動技術(shù)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，為技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)推廣供應良好的內(nèi)外部環(huán)境。

加強儲能技術(shù)專業(yè)條件建設(shè)

作為典型的交叉學科，現(xiàn)有的儲能學科分散在物理、化學、材料、能源、化工、信息、運載等諸多領(lǐng)域。而我國儲能人才培養(yǎng)的不完善，也使得該技術(shù)的應用遭到掣肘。

儲能學科需結(jié)合多交叉學科，設(shè)立系統(tǒng)、全面、特色的能源學科建設(shè)方案與人才培養(yǎng)方案。朱紀欣建議，我國應加強能源學科建設(shè)方案和人才培養(yǎng)方案的確立、專業(yè)教師隊伍的建立、優(yōu)質(zhì)本碩博學生的招收、產(chǎn)學研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺的建設(shè)，同時校企聯(lián)合建設(shè)儲能技術(shù)應用研究平臺、學生實習基地等。

張強則提出，針對儲能這樣的社會共性需求，高校將以儲能技術(shù)專業(yè)學科建設(shè)為抓手，建立完善的儲能學科對應的研究機構(gòu)和教學機構(gòu)，制定儲能專業(yè)的教材和培養(yǎng)方案，重點培養(yǎng)具有原始創(chuàng)新能力的頂尖儲能人才和滿足我國儲能工業(yè)迫切要的專業(yè)人才。

我國要建立儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺，形成一批重點技術(shù)規(guī)范和標準，發(fā)揮我國在儲能創(chuàng)新方面的國際引領(lǐng)作用，并帶動輻射其他行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。張強強調(diào)說。

如何加強儲能技術(shù)專業(yè)條件建設(shè)?張強建議，一方面要充分推動已有儲能技術(shù)的專業(yè)資源，并結(jié)合各自特點，形成培養(yǎng)儲能人才的高水平平臺;另一方面要編制能源存儲物理、能源存儲化學、能源存儲工程等相關(guān)的教材，利用大學已有的公共基礎(chǔ)課程平臺并結(jié)合儲能專業(yè)核心課程，形成有效培養(yǎng)高水平儲能人才的本科生和研究生培養(yǎng)方案，并在執(zhí)行過程中不斷完善。

這樣既可推動我國從0到1、勇闖無人區(qū)的儲能前沿研究，也可以為我國儲能產(chǎn)業(yè)供應高素質(zhì)、高水平的產(chǎn)業(yè)人才。張強說。

崔光磊則認為，當今先進儲能技術(shù)重要圍繞不同能量間的相互轉(zhuǎn)換，將非持續(xù)獲得的能量轉(zhuǎn)換成便利或經(jīng)濟可存儲的能量形態(tài)，不同的能量形態(tài)涉及多學科中的知識、技術(shù)和要素。因此，若要實現(xiàn)高層次人才的培養(yǎng)，亟須在立足產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大需求的前提下形成支撐儲能技術(shù)學科的合理化資源配置。

關(guān)于儲能技術(shù)學科建設(shè)，切忌學科方向多而不精、縱向深度不夠，專業(yè)課程開展過于分散，應在特色專業(yè)方向的引領(lǐng)下，著重進行某一類儲能技術(shù)的學科布局。崔光磊建議，我國應基于需求導向，堅持理論基礎(chǔ)和工程技術(shù)的雙重培養(yǎng)策略，構(gòu)建儲能技術(shù)產(chǎn)教融合和校企結(jié)合的創(chuàng)新平臺。

產(chǎn)教融合力度加強

要想實現(xiàn)《儲能計劃》中的目標任務，朱紀欣建議，高校要結(jié)合國家、地方、公司，共建人才培養(yǎng)、科學研究與產(chǎn)業(yè)應用平臺。國家也要在能源學科相關(guān)平臺建設(shè)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等方面供應多方位支持，同時在能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展如清潔能源并網(wǎng)等方面給予支持。

張強建議說，國家在現(xiàn)有支持體系下，應進一步重視能源物理與能源化學基礎(chǔ)、能源存儲工程技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)、智能能源存儲技術(shù)的發(fā)展，支持國家或者省部級的產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺建設(shè)，形成一支高水平的儲能技術(shù)學科教師人才隊伍，固化儲能知識和人才培養(yǎng)的傳承，推動能源消費、能源供給、能源技術(shù)和能源體制革命。

針對儲能技術(shù)學科交叉性強的固有特點，崔光磊建議，高?？梢耘c科研院所攜手建立合作體系，把高校優(yōu)秀的師資力量與科研院所常年致力于儲能技術(shù)開發(fā)的科研隊伍有機整合，堅持共建、共享、共融、共贏的原則，建立深度融合的科教平臺及實踐基地。

另外，儲能技術(shù)領(lǐng)域的原創(chuàng)性突破極大依賴于基礎(chǔ)理論的原始創(chuàng)新與應用實踐相結(jié)合，這必然要求有更強的產(chǎn)教融合力度和深度。因此，崔光磊表示，儲能科學教育和科研創(chuàng)新融合平臺的建設(shè)還要國家給予相應的政策傾斜，鼓勵學術(shù)、工程和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的通力合作，培養(yǎng)一批掌握儲能技術(shù)的人才，引領(lǐng)能源革命和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

雖然鋰離子電池儲能技術(shù)仍然處在發(fā)展和應用的黃金階段，但提前進行新型儲能體系布局和儲能學科人才高水平培養(yǎng)，搶奪前瞻研究及產(chǎn)業(yè)化革新的制高點，是我國在未來幾十年能源爭奪戰(zhàn)中保持領(lǐng)先的關(guān)鍵。崔光磊說。