構筑融合之力打通儲能技術鏈條

“雖然剛進入新能源領域學習，但仿佛已從山腳下看到了山巔。”陳擁是天津大學儲能科學與工程專業(yè)的第一批本科生。不久前，專業(yè)基礎課“儲能科學與工程概論”給了他極大的震撼。課程第一講的教師竟然是電力系統(tǒng)領域知名專家、中國工程院院士王成山。其后，一眾學科“頂流”專家輪流授課。

頂配的師資、定制的課程、前沿的科學……這是天津大學國家儲能技術產教融合創(chuàng)新平臺（以下簡稱“儲能平臺”）探索構建產學研深度融合模式的一個縮影。

近年來，以可再生能源利用技術為主的新興能源技術蓬勃興起，儲能技術成為關鍵技術之一。為加快培養(yǎng)儲能領域“高精尖缺”人才，增強產業(yè)關鍵核心技術攻關和自主創(chuàng)新能力，以產教融合發(fā)展推動儲能產業(yè)高質量發(fā)展，教育部、國家發(fā)展改革委、國家能源局決定實施儲能技術專業(yè)學科發(fā)展行動計劃（2020—2024年）。

作為2021年獲批建設的全國首批三所國家儲能技術產教融合創(chuàng)新平臺之一，學校以儲能平臺為契機，積極推動以儲能學科專業(yè)為主體、校內各優(yōu)勢學科為支撐，聯(lián)合儲能行業(yè)龍頭企業(yè)，深入推進儲能技術的交叉學科研究和產教融合探索，打通儲能領域人才鏈、創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈、供應鏈，為國家培養(yǎng)能夠引領儲能技術進步與產業(yè)發(fā)展的卓越工程師和科學家。

高水平科研連接產與教

化工、機械、材料、自動化……在天津大學，儲能科學與工程專業(yè)的頂配師資可謂“五花八門”。突破專業(yè)、學院、行業(yè)限制，通過共建學院聯(lián)聘、校外資源挖掘和國外人才引進等方式，打造跨學科、復合型、高層次的研究團隊。這是儲能平臺的一大優(yōu)勢，這種優(yōu)勢也同樣被運用到學校人才培養(yǎng)上。

“頂配的師資，大多是儲能鏈條各個環(huán)節(jié)的頂級專家?！痹诨W院教授楊全紅看來，高水平科研是連接產與教的關鍵環(huán)節(jié)，一頭連著產業(yè)發(fā)展亟待破解的難題，另一頭連著高水平人才培養(yǎng)。

儲能平臺在建設伊始就確定了首批建設的5個研究中心，即電化學儲能、燃料儲能與應用、儲能裝備與系統(tǒng)、儲能安全與運維、儲能經濟與政策5個研究中心，中心主任均由國家級領軍人才擔任。

“希望大家能夠在交流研討中碰撞出靈感火花，突破合作瓶頸，促進學科交叉融合，推動儲能科研創(chuàng)新進展?！苯衲?月，在儲能技術學科交叉中心建設學術研討會上，王成山反復強調學科交叉的重要性。

“科研合作正在從‘自由型’向‘有組織型’轉變?！辈牧蠈W院韓曉鵬教授以儲能電池為例，在這條研發(fā)鏈條上，從基礎材料到電極、電池再到系統(tǒng)控制和應用，雖然學校團隊優(yōu)勢明顯，但卻分散在各個學院，而儲能平臺則打破了壁壘。

“每周一大家都會聚在一起交流，把各自的需求帶來，為下一步科研尋找方向?！表n曉鵬介紹，儲能技術學科交叉中心建設學術研討會拉出了全校儲能研究的“清單”，如數(shù)家珍般地列出了各個團隊研究的特色、優(yōu)勢和進展。

“我們一直在尋找可以對鋰離子在納米多孔材料中的傳輸、擴散等行為進行多物理場耦合模擬的團隊，沒想到在校內機械學院焦魁教授團隊找到了?！被W院副教授吉科猛加入儲能平臺后，很快就嘗到了交叉融合的甜頭。而韓曉鵬則更期待解決“一條鏈條上不同環(huán)節(jié)‘交叉’部分的難題”。

儲能平臺常務副主任焦魁介紹，目前平臺已經形成了以3名院士、20余名國家級領軍人才、40余名國家級青年人才領銜的高層次、跨學科、復合型科研教學團隊，實現(xiàn)了儲能領域的全環(huán)節(jié)和全鏈條覆蓋。

項目式教學打通學與練

一個周六上午，盡管是周末，但位于天津大學北洋園校區(qū)的一間教室內，儲能專業(yè)的學生們依然在興致盎然地研討著他們的“風光互補碳中和小屋”。四五名學生一組，他們需要通過一學期的課程學習完成從供能、儲能再到用能的系統(tǒng)搭建，最終實現(xiàn)每一棟“小屋”都可以利用自身產生的再生能源進行夏季供冷。

這是專為儲能專業(yè)大一學生量身定制的項目式課程“儲能創(chuàng)客A”?！凹词箶Q螺絲、接水管這些動手的基礎工作都需要去學習實踐?！睂W生傅心雨說，除了課堂上的“邊做邊學”，他們有時還必須利用課下的時間自學相關知識，跑到教室里繼續(xù)擺弄“小屋”，成功激起了學習興趣。

授課教師馬非是來自機械學院的一名青年教師。在他看來，這門課就是要激發(fā)學生的興趣、培養(yǎng)設計思維、鍛煉實踐能力，讓學生們在學習中學會思考、討論、合作和實踐，這也是儲能平臺項目式教學的特色之一。

像“儲能創(chuàng)客A”這樣的課程，在儲能專業(yè)定制的“項目式課程庫”中還有18門，學生需要在大二和大三通過“選課”的形式再選擇兩門項目式課程進行學習。

除了項目式課程，新工科項目式教學理念已經融入其他的專業(yè)課中。機械學院劉海峰教授負責一門大三的專業(yè)課“儲能原理”和一門研究生課程“高等儲能原理”。在他的設計中，本科生課程將集共性原理講授、先進儲能技術于一體，還要嘗試讓學生做一個儲能電池裝置。他在課程中定制了一些來自企業(yè)的課程，邀請企業(yè)的技術人員來講授，同時將學生帶到企業(yè)中去感受。而研究生的課程則會更加突出特色，把教師的科研優(yōu)勢充分融入教學。

這樣的課程背后往往有多位教師支撐。比如盡管“儲能創(chuàng)客A”是馬非主講，但課程設計卻凝聚了擅長電能供儲用、可再生供能、冷熱供儲用等領域5位教師的智慧。

“物理課、化學課、工程數(shù)學課、編程課……盡管名字看起來都很普通，但其實都是‘高端定制’，課堂上經常要做任務，也需要我們根據任務目標自學相關知識?！标悡碚f，這樣的課程壓力大，但收獲更多。

跨學科、項目式、產教融合、本研貫通……這些都是儲能專業(yè)人才培養(yǎng)模式的重要特征。焦魁介紹，目前儲能平臺正在以新工科建設為牽引，深入建設儲能科學與工程專業(yè)的課程、教材、教法、教師等高等教育教學的“新基建”，構建具有學校特色的儲能系統(tǒng)人才培養(yǎng)體系。

企業(yè)融入提升研與教

今年暑假，陳擁赴企業(yè)進行了為期6周的帶薪專業(yè)實習。想去電力行業(yè)學習的他報了以儲能為主要業(yè)務的平高集團儲能科技有限公司，對化學更感興趣的傅心雨則選擇了中汽研新能源汽車檢驗中心（天津）有限公司提供的“燃料電池試驗輔助及數(shù)據分析實習生”崗位。

按照培養(yǎng)計劃，這樣真刀實槍地到企業(yè)的暑期實習，本科期間有兩次，這也是學生對“產教融合”的初體驗。

“全班22名學生，有6家單位提供了40余個崗位。”負責此次實習組織工作的教師李巾錠介紹，儲能平臺希望給學生提供一種“沉浸式、體驗式、互動式”的實習模式。

“我們和儲能平臺的很多老師建立了合作關系。這次安排了天大畢業(yè)的博士來做學生的企業(yè)實習老師。”已經受聘為碩士研究生企業(yè)導師的郝冬是中國汽車技術研究中心有限公司首席專家。他介紹，企業(yè)有兩萬平方米、50多個新能源實驗室，可以為學生們提供國際一流的平臺，大幅提升他們對燃料電池的認知。

與本科生們走進企業(yè)開展專業(yè)實習不同，儲能平臺博士一年級的黃耀煒前期初步研制完成了一種新型熱力學循環(huán)，該循環(huán)可以應用于儲能、碳捕集與利用、直接空氣碳捕集等技術。目前，他正打算做一個放大的真實系統(tǒng)用于微電網內且可以通過可再生能源驅動。接下來的工作，他將得到企業(yè)導師——國網天津市電力公司電力科學研究院電源技術中心主任甘智勇的指導。

學校在本科培養(yǎng)階段全面引入行業(yè)內的企業(yè)參與教學和育人；在研究生培養(yǎng)階段實行“雙導師”制，同時支持專項博士生參與企業(yè)的研發(fā)項目，支持博士生依托企業(yè)的科研條件和重大研發(fā)項目開展博士學位論文研究，鼓勵企業(yè)優(yōu)秀青年技術骨干申請攻讀定向博士生，企業(yè)的深度參與讓平臺的人才培養(yǎng)和產業(yè)發(fā)展齊頭并進。據了解，目前儲能平臺已與國家電網、中汽研、濰柴等數(shù)十家儲能行業(yè)頂尖企業(yè)開展了科技攻關合作，與國家能源集團、中石化、比亞迪等企業(yè)簽署了人才聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議，并正與國網天津市電力公司籌備聯(lián)合掛牌“國家儲能技術產教融合創(chuàng)新平臺實訓基地”。

與人才培養(yǎng)同步開展的還有和企業(yè)更加深入的合作。在新型電力系統(tǒng)儲能并網調控和關鍵裝備技術領域，學校與南方電網公司聯(lián)合成立“南方電網公司—天津大學智能配用電與儲能”聯(lián)合研究院。在儲能系統(tǒng)運行可靠性和混合儲能系統(tǒng)關鍵技術領域，與許繼集團合作開發(fā)百兆瓦級鋰離子儲能電站故障特性模擬系統(tǒng)及相關測試平臺。在儲能經濟與政策研究領域，與國家電網合作開展基于“雙碳”背景的后勤資產運營保障模式研究……

王成山表示，學校正在建設的國家儲能技術產教融合創(chuàng)新平臺將通過全方位推進模式創(chuàng)新和機制改革，建成能夠貫穿人才培養(yǎng)、科技攻關、生產實踐、校企合作創(chuàng)新發(fā)展等多環(huán)節(jié)的儲能人才培養(yǎng)“天大范式”。

《中國教育報》2023年09月04日第7版