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产教融合抢占储能技术制高点

2020-03-11 08:19:44 中国科学报   作者: 崔雪芹  
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锂电池制作实验室

储能是推动能源更替的关键技术,紧紧牵动着新能源的发展。在我国,储能技术虽然进步迅速,应用情况却并不理想。去年第三季度,我国电化学储能项目新增装机规模仅为78.2兆瓦,同比下滑59.6%。不过,陷入低谷的储能如今又迎来新一轮发展机遇。

日前,教育部、国家发展改革委、国家能源局联合印发《储能技术专业学科发展行动计划(2020—2024年)》(简称《储能计划》)的通知,在加快培养能源领域“高精尖缺”人才、加快能源产业结构协调发展与技术提升、增强产业关键核心技术攻关和自主创新能力,以及以产教融合推动储能产业高质量发展等方面作出重要部署,并提出明确要求。

接下来,储能学科建设将迎来怎样的调整优化?高校、科研院所就储能人才培养该如何布局?储能产学研结合又将走向何方?多位专家向《中国科学报》提出了自己的想法和建议。

自主创新能力亟待加强

“虽然我国储能技术进步迅速,但原始性、颠覆性的储能技术研究还有待加强。”清华大学化工系长聘教授张强对记者坦言。

张强指出,我国拥有巨大的储能市场、完备的制造链条、优秀的研发机构和制造企业,在储能核心的原材料、单体电芯制造领域都取得一定的突破。例如,我国锂离子电池等储能产品就具有很好的市场占有率。

但他同时强调,我国还需要进一步在先进储能的原始能源化学与能源物理创新、先进储能材料制造技术、智能制造技术、系统管理与控制技术、精准测试与失效分析等方面加强攻关,并进行长期的积累。

南京工业大学先进材料研究院教授朱纪欣也对记者表示,我国虽然在储能关键核心技术,如大型储能、电动汽车、3C电子产品等储能用锂离子电池、液流电池、全固态电池方面取得突破,并处于国际先进水平,但系统集成、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升。

“近年来通过紧密的‘产学研’交流合作,我国已经在固态电解质、聚合物锂电池、液流电池及压缩空气储能等关键材料、器件及核心集成技术等方面取得了可喜进展,但我们对此依然要有全方位的认知和危机意识。” 中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛储能产业技术研究院研究员崔光磊说。

他进一步指出,面向国家重大战略与核心产业(如国防、深海、深空、深地等)的高能量密度、高安全、超长寿命等特种电化学储能器件,仍然需要进一步创新与完善;相关原创性机理探索及平台化研创技术开发还很薄弱,需要从源头上去思考解决。

崔光磊建议,针对关键材料体系开发与规模化制备、高端专业化集成装备等相关产业瓶颈问题,我国应创立国家级储能技术协同创新中心和平台,集中优势力量,重点攻破目前技术水平经过验证已经成熟且与国家发展战略匹配、能够在国际起到引领作用的关键电池技术,并推动技术成果转移转化,为技术发展和产业推广提供良好的内外部环境。

加强储能技术专业条件建设

作为典型的交叉学科,现有的储能学科分散在物理、化学、材料、能源、化工、信息、运载等诸多领域。而我国储能人才培养的不完善,也使得该技术的应用遭到掣肘。

“储能学科需结合多交叉学科,设立系统、全面、特色的能源学科建设方案与人才培养方案。”朱纪欣建议,我国应加强能源学科建设方案和人才培养方案的确立、专业教师队伍的建立、优质本硕博学生的招收、产学研创新创业平台的建设,同时校企联合建设储能技术应用研究平台、学生实习基地等。

张强则提出,针对储能这样的社会共性需求,高校将以储能技术专业学科建设为抓手,建立完善的储能学科对应的研究机构和教学机构,制定储能专业的教材和培养方案,重点培养具有原始创新能力的顶尖储能人才和满足我国储能工业迫切需要的专业人才。

“我国要建立储能技术产教融合创新平台,形成一批重点技术规范和标准,发挥我国在储能创新方面的国际引领作用,并带动辐射其他行业的可持续发展。”张强强调说。

如何加强储能技术专业条件建设?张强建议,一方面要充分推动已有储能技术的专业资源,并结合各自特点,形成培养储能人才的高水平平台;另一方面要编制能源存储物理、能源存储化学、能源存储工程等相关的教材,利用大学已有的公共基础课程平台并结合储能专业核心课程,形成有效培养高水平储能人才的本科生和研究生培养方案,并在实施过程中不断完善。

“这样既可推动我国从0到1、勇闯无人区的储能前沿研究,也可以为我国储能产业提供高素质、高水平的产业人才。”张强说。

崔光磊则认为,当今先进储能技术主要围绕不同能量间的相互转换,将非连续获得的能量转换成便利或经济可存储的能量形态,不同的能量形态涉及多学科中的知识、技术和要素。因此,若要实现高层次人才的培养,亟须在立足产业发展重大需求的前提下形成支撑储能技术学科的合理化资源配置。

“对于储能技术学科建设,切忌学科方向多而不精、纵向深度不够,专业课程开展过于分散,应在特色专业方向的引领下,着重进行某一类储能技术的学科布局。”崔光磊建议,我国应基于需求导向,坚持理论基础和工程技术的双重培养策略,构建储能技术产教融合和校企结合的创新平台。

产教融合力度加强

要想实现《储能计划》中的目标任务,朱纪欣建议,高校需要结合国家、地方、企业,共建人才培养、科学研究与产业应用平台。国家也需要在能源学科相关平台建设、创新创业等方面提供多方位支持,同时在能源相关产业发展如清洁能源并网等方面给予支持。

张强建议说,“国家在现有支持体系下,应进一步重视能源物理与能源化学基础、能源存储工程技术、能源互联网、智能能源存储技术的发展,支持国家或者省部级的产教融合创新平台建设,形成一支高水平的储能技术学科教师人才队伍,固化储能知识和人才培养的传承,推动能源消费、能源供给、能源技术和能源体制革命。”

针对储能技术学科交叉性强的固有特点,崔光磊建议,高校可以与科研院所携手建立合作体系,把高校优秀的师资力量与科研院所常年致力于储能技术开发的科研队伍有机整合,坚持共建、共享、共融、共赢的原则,建立深度融合的科教平台及实践基地。

另外,储能技术领域的原创性突破极大依赖于基础理论的原始创新与应用实践相结合,这必然要求有更强的产教融合力度和深度。因此,崔光磊表示,储能科学教育和科研创新融合平台的建设还需要国家给予相应的政策倾斜,鼓励学术、工程和产业领域的通力合作,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发展。

“虽然锂离子电池储能技术仍然处在发展和应用的黄金阶段,但提前进行新型储能体系布局和储能学科人才高水平培养,抢夺前瞻研究及产业化革新的制高点,是我国在未来几十年能源争夺战中保持领先的关键。”崔光磊说。




责任编辑: 李颖

标签: 产教融合 储能技术 锂离子电池

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