高职院校“氢能技术应用”专业建设探讨

文/广东水利电力职业技术学院 吕 军 黎安军

本文根据教育部发布的高职教育专业目录增补专业中的“氢能技术应用”这个新增专业项，结合氢能源产业情况，对高职院校“氢能技术应用”专业建设作初步探讨。

一、高职院校“氢能技术应用”专业建设背景

2019年10月18日，教育部职成司发布了：《普通高等学校高等职业教育(专科)专业目录》2019年增补专业方案。方案中2019年新增专业有9个，其中序号1的就是“氢能技术应用”专业，它属“能源动力与材料大类”——“新能源发电工程类”。这是对全国高职院校吹响“氢能技术应用”专业建设的号角。

(一)行业背景

1.氢能源产业介绍

氢一般利用其他能源来制取，所以氢能属二次能源，它具有以下特点:

(1)氢的热值为142351kJ/kg，是所有化工燃料、生物燃料和化石燃料中最高的，可达汽油热值的3倍。

(2)氢气与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃烧速度快，燃点高。

(3)氢气燃烧生成的水还可继续制氢，可反复循环使用，而且氢本身无毒，属于清洁能源。

(4)氢可以气态、液态或固态金属氢化物形式出现，能适应贮运及不同应用环境的要求。

因此，在当前世界能源短缺和环境不断恶化的情况下，对可持续清洁能源的需求日益迫切，氢能被视为21世纪极具发展潜力的清洁能源。

从“新能源发电工程类”的角度来看，氢能源产业链并不复杂，产业链上游是“氢气的制备”，目前主要技术方式有传统能源的热化学重整、电解水或光解水等。产业链中游是“氢气的储运”，目前主要技术方式包括低温液态、高压气态或固体材料储氢，产业中加氢站的建设、运维人才较紧缺。产业链下游是氢气的应用，氢气的应用可涉及传统能源的各个方面，其中发电是这里主要讨论的，当前主要发电方式是燃料电池，目前燃料电池发电规模较小，多用在新能源汽车，随着燃料电池技术的发展、发电规模的增大，作为风电、光伏和核电的储能调峰设备都非常有前景，并可建成容量较大的燃料电池发电站，其相应的人才需求将非常大。

2.国际氢能源产业情况

目前反映氢能源产业规模的指标主要有：加氢站(产业链中游)的数量和氢能源车辆(产业链下游)的制造或使用的种类、数量。

截至2018年全球已建成加氢站369座，日本最多，有113座，2020年将建成160座，2025年将建成320座，2030年将达到900座。燃料电池乘用车保有量达到2839辆(2018年)，计划保有量2025年达20万辆，2030年达80万辆，2040年实现燃料电池车的普及。而且，日本过去30年累计投入数千亿日元用于研发推广，在氢能和燃料电池技术拥有专利数世界第一。

欧洲发展氢能最具代表性的国家是德国，其可再生能源制氢规模为全球第一，并运营着世界第二大加氢网络，共有加氢站60座。全球首列氢燃料电池列车已在德国投入商业运营，续航里程接近1000公里，计划2021年增加氢燃料电池列车14列。

同期美国在营加氢站42座，计划2020年建成75座，2025年达到200座，燃料电池乘用车数量达到5899辆。全年固定式燃料电池安装超过100兆瓦，累计固体式燃料电池安装超过500兆瓦。美国在氢能及燃料电池领域拥有的专利数仅次于日本。

3.我国氢能源产业情况

我国政府高度关注氢能及燃料电池产业的发展，相继发布《“十三五”战略性新兴产业发展规划》《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》和《中国制造2025》等顶层规划，鼓励并引导氢能及燃料电池技术研发。此外，全国各地区也纷纷出台相关政策鼓励氢能及燃料电池的发展。

我国2018年已建成加氢站23座，根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》所提出规划目标：2020年率先实现氢能汽车及加氢站的规模化推广应用，建成加氢站100座，燃料电池发电站达20万kW，1万辆燃料电池运输车辆，燃料电池有轨电车达50列；到2030年，建成加氢站1000座，燃料电池发电站达1亿kW，燃料电池车辆保有量达到200万辆。

中国是世界上最大的制氢国，现有工业制氢产能为2500万吨/年，同时，中国每年风电、光伏、水电等可再生能源弃电约1000亿千瓦时，可用于电解水制氢约200万吨，可为氢能及燃料电池产业化发展初期阶段提供低成本的氢源。

我国氢能产业虽然起步晚，但由于政府重视、科研人员发奋，目前已掌握了部分氢能基础设施与燃料电池相关核心技术，具备一定的产业装备及燃料电池整车的生产能力。随着由氢制取、储运、加氢基础设施建设、燃料电池研发及整车制造等产业链各环节代表企业构成的“中国氢能源及燃料电池产业战略创新联盟”于2018年成立，标志着中国氢能大规模商业化应用已经开启。在赶超世界先进水平的过程中，除了技术的创新、产业规模的拓展，行业规范的建设和从业人员职业素养的培养也非常重要，这是高职院校要承担的责任和面临的挑战。

(二)高职院校氢能源专业建设可行性

从表面来看，一个专业建设的好坏主要看两个指标：①专业招生时第一志愿的投档率；②专业的毕业生在专业相关企业的就业率。

这两个指标属市场类指标，它们一方面取决于专业对应的行业(产业)在社会中的地位、影响力；另一方面取决于校企合作的程度和专业教学质量。

市场的因素使学校在专业设定上比较谨慎，而针对新兴产业的专业设定，这就考验决策者的战略眼光。新兴的产业必然需要新型人才的进入和推动，为企业培养适用的人才是学校的义务和责任。

第一，自然计算系统必须是物理上可实现的。 计算系统对物质和能量的使用必须是有限的，所有物理实例化的量必须是有限的。例如，噪声通常是高频的，这限制了高频端的带宽。

氢能源产业是新兴产业，其相关企业除传统的制氢企业外，大多比较年轻，特别是产业链的中、下游企业，如储运氢、加氢站建设和管理、燃料电池研制、氢能源汽车研制等企业基本都是近年发展起来的。产业技术和规模在快速发展，行业的规范才开始建设，企业本身也在急剧变化，目前企业效益有待提高，而且各地的产业发展并不均衡。这些对于学校的专业建设来说既是挑战也是机遇。高职院校应该根据本校的教育资源和所在地区的氢能源产业发展情况，关注“氢能技术应用”专业。

因此，高职院校在开展“氢能技术应用”专业建设时，应根据该地区氢能源产业状况选择产业链的一个环节作为突破口，如电解水制氢、储运氢、加氢站建设和管理、燃料电池研制、燃料电池维护等，以点带面。以后随着产业发展、社会需求再细分出与产业链各环节配套的专业。

在“氢能技术应用专业”建设时，首先必须要做的，而且必须坚持贯彻始终的是校企合作。这既需要学校领导的重视，也需要地方政府对企业有相关的鼓励政策。校企合作是高水平专业建设的关键。

另外，因为“氢能技术应用”专业是对应新兴产业的，不要追求建设初期就有“放卫星”的效果。关键是看它如何为产业服务，如何在产业发展初期就与产业融合，并伴随、支持产业发展壮大。

二、建设目标与建设内容

在建设目标与建设内容方面，除了与其他专业建设相似的内容外，“氢能技术应用”专业建设还应注意以下几点。

(一)建设目标

以高素质技术技能型氢能源专业人才培养为目标，在开拓氢能源专业办学特色的基础上，为适应产业技术和结构的不断升级，探索并总结一套较为完整的、服务区域建设和发展需要的氢能源专业高素质技术技能人才培养模式。突出能力培养和工程应用，力求教学内容和课程体系与地方经济发展要求相适应、毕业生能力和素质与氢能源行业需求相吻合。以建设成为国内行业一流的人才培养基地为要求，同时为同地区同类高职院校氢能源专业的建设起示范作用。

(二)建设内容

1.校企合作建设

2.人才培养模式建设

在“专业指导委员会”引领下，逐步在课程体系中引入学生职业技能竞赛、职业技能考核，突出技能培养，推动专业人才培养与企业岗位需求衔接，人才培养链和氢能源产业链相融合。建立并健全选课制、导师制、学分计量制、补考重修制、学分互认制等；建立学分积累与转换制度，推广信息化教学，推进学习成果互认，拓宽技术技能人才终身学习通道。随着专业的建设同步开展教学诊断与改进工作，不断完善内部质量保证制度体系和运行机制。

3.课程建设

根据氢能源企业对专业人才的需求，通过调研和召开专业教学指导委员会等方式，参照氢能源相关企业技能人员评价标准，总结和归纳了氢能源行业企业的职业岗位技能，对专业所对应的职业岗位群的职业技能的形成规律进行分析，共同设计开发出满足专业群的“标课相融、做学合一”的专业课程体系。

因为氢能源产业还比较“年轻”，相关的职业技能鉴定还没完善，学校应积极参与氢能源企业职业技能鉴定建设工作，并在专业推行“双证书”制度，把职业岗位所需要的知识、技能和职业素养融入相关专业教学中，将相关课程考试考核与职业技能鉴定合并进行。

4.教材建设

因为在我国的高职院校里，氢能源技术应用专业是新办的专业，其适用的教材很少，所以只能一方面在我国现有出版的教材里选用，另一方面考虑联合氢能源行业的专家技术人员共同编写专业教材。教材必须具有很强的岗位针对性，以氢能源企业需求为导向，要强调教材的先进性和职业性，要易于被学生接受。注重引导学生积极参与教学活动过程，在学习活动的设计上引导学生建立具有“主动合作、乐于探究、交流合作”特征的学习方式，使学生真正成为学习的主体。同时，因为氢能源产业的快速发展，教学所用教材必须保持动态调整。

5.师资队伍建设

从企业引进(兼职)各一名专业带头人，企业引进的专业带头人选自在国际上或国内氢能源行业内经验丰富的高级技术人员，并成立技能大师工作室，引领专业的“创新创业”发展，及时跟踪产业发展趋势和行业动态，准确把握专业建设与教学改革方向，保持专业建设的领先水平，提升专业水平、扩大在行业的影响力。

专业课大比例聘用氢能源相关企业兼职教师，推行“既能培养技能型人才，又能进行社会服务”的“双师型”教师建设。每年安排教师参加氢能企业锻炼，鼓励专业教师在国际、国内教学组织或行业协会中担任重要职务。

6.实验室、实训基地建设

因为氢能源产业在快速发展，其生产技术、生产工艺等都在不断发展，所以校内实验室、实训场除了验证性实验，其他主要以“虚拟仿真实训系统”为主，这既可以避免实训设备短时间因过时被淘汰而浪费，也可以避免学生实物操作不当产生的危险。

另外，与相关企业共建数量充足、专业对口、运行稳定的校外实践教学基地是重中之重。

7.教学资源库及创新创业平台建设

建设一个交互式、共享型、能学、辅教的专业教学资源库，建设时应寻求与当地氢能源产业联盟合作，使专业教学资源库与氢能源产业人才资源库、氢能源产业职业技能鉴定学习资源库一起共建，促进“校企合作”。

建立学生实践创新、论文、专利、自主创业学分库兑换机制。对某些有意愿、有潜质自主创业的学生，通过技能大师工作室的指导，制定创新创业能力培养计划，以促进学生创新发明成果的转换为主要目标。

8.国际、国内合作交流建设

因为日本、欧美等国家氢能源产业起步早，很多方面的技术领先我们，同时国内各地的氢能源产业发展并不均衡，在产业链的着重点也不同。所以，必须建设好国际、国内常态交流机制，交流涵盖教师、学生。通过交流，拓展视野、互通有无、取长补短，使专业建设更高效为氢能源产业服务。

三、总结

氢能源产业是新兴产业，年轻有活力，虽然目前有一定的不确定性，但有广阔的前景。高职院校“氢能技术应用”专业建设是与氢能源产业一起成长，还是等氢能源产业发展成熟才建设，这取决于院校领导的决策和主管部门的支持。如果考虑“摸着石头下水”与氢能源产业共同壮大，愿以上观点能提供参考。