储能学科建设的现状及启示

李建林，王 哲，王 力

（储能技术工程研究中心(北方工业大学)，北京100144）

1 意义和必要性

随着大规模储能技术成为国家战略，备受国家各部委重视，储能的战略地位提到了空前高度[1]。在最新的“十四五”规划建议中提出，提升新能源消纳能力和存储能力，旨在大力发展储能行业并支持储能技术的发展[2]，国家也颁布了一些相关配套政策。我国储能产业规模化实施和成功运行验证了有效配置储能装置和在一些领域合理运用储能技术可大幅度提升系统运行的稳定性和可靠性，提高系统的运行效率。

当前，我国储能行业飞速发展，无论是储能本体技术、集成技术，还是应用场景、商业模式等诸多方面都取得了喜人进展，尤其是国家将储能提升到学科建设的高度后，为该行业的健全发展提供了有力保障。我国《储能技术专业学科发展行动计划(2020—2024 年)》中重点强调了加快发展储能技术学科并促进储能技术与相关学科深度交叉融合[2-4]，说明储能技术和储能相关学科交叉进入到国家对未来发展规划的布局当中，储能产业的发展已上升到了国家层面。当今，各门学科的交叉融合日益普遍，通过学科之间的交叉往往能够获得新的认知，并带来创新[5]。建设一流的高等学校，主要任务之一就是建设一批重点且领先于国内外水平的一流重点学科，它关系着这所高校的前途和命运。高等学校的根本任务是要培养专业人才，教学是高等学校对专业人才进行集中培养的有效途径。学科建设是保证和提高教学质量的重要一环，教学质量同时又是检验学科建设水平的评价指标[6]，一个学科的建设好坏与这所高等学校的教学质量有着密不可分的关系。针对储能学科在国家级层面的建设作用，本文通过储能学科高校设置情况、现有教材和期刊以及相关协会这三个方面对储能学科建设进行梳理，最后总结对储能学科建设的启示。

2 我国储能学科现有高校设置情况

高校对储能学科的重视程度，是储能学科发展的先决条件。加大对储能科学与技术的推广和科研力度，促进储能学科交叉融合，需要高校对储能学科的建设予以重视，完善储能学科课程体系。我国涌现了一批诸如西安交通大学、华北电力大学、北方工业大学的践行者，在储能学科建设方面起步较早，成效较为显著。

2.1 西安交通大学

西安交通大学积极响应国家战略指示，培养储能领域急需人才，依托动力工程及工程热物理和电气工程这两个学科率先获得教育部批准增设了国内第一个储能科学与工程本科专业，于2019 年开始在理工科中招收储能科学与工程专业学生。现已有电信、机械工程等6个学院开展储能技术相关的基础研究并开启校企合作，在储能电容器和太阳能电池等领域取得了进展，贯彻落实了加快培育复合型人才的国家政策。这一举措为其他学校做了示范，带动更多的高等学校响应国家战略，并将储能学科建设范围逐步推广，有助于在加强储能学科建设的同时，更有效地满足多种资源的高效利用。

2.2 华北电力大学

华北电力大学是继西安交通大学后创建储能学科的第二所高校，在全国储能技术专业学科建设论坛之际，提出了储能专业建设需要加强顶层设计和综合布局。通过成立先进材料研究院等四个研究平台，对储能技术及其应用进行进一步的探究。储能科学与工程教研室主要承担《储热技术及应用》、《储能电池技术》和《储氢技术及应用》等储能领域专业课程的教学，主要围绕电化学储能、物理储能和化学储能等方向展开研究。近些年在储氢装置和超级电容器储能等项目中均取得相应的创新成果，树立储能领域的创新典范，推动储能技术茁壮成长。

2.3 华中科技大学

华中科技大学电能存储与转换研究课题组对电化学储能材料及器件和新型二次电池储能体系等研究方向进行深入探讨和实践，在培养学生理论知识的同时提升学生的动手操作能力。学校近年来在储能领域探索并取得了丰硕成果，在2020 年增设储能科学与基础、储能器件与装备和储能系统与应用为电气工程及其自动化专业选修科目，为不同专业人才拓展了知识，促进了学科教育模式的多样化。

2.4 北方工业大学

北方工业大学建设了新能源储能实验测试装置等多种基础设施。基于储能与新能源领域研究基础，学校进行储能课程的申报，从本科生和研究生这两个维度培养专业人才，把大规模储能技术作为重点研究领域。2019 年，北方工业大学被授予北京先进碳材料促进会储能专委会理事长单位，国网综合能源服务集团有限公司和国家电投集团科学技术研究院有限公司与本学校共同建立全国首个储能技术工程研究中心，通过深入开展学校与企业的合作加快储能技术学科专业的建立，为储能领域发展打造了新高地。

2.5 同济大学

同济大学先后承担多项储能技术相关领域国家自然科学基金和国家重点研发项目。2019 年，学校拟发了储能学科建设草案，根据《蓄能理论》和《蓄能空调理论与技术》等相关课程，已针对微电网储能技术、超级电容储能、锂电池储能、储氢技术和相变储能等技术开展相应研究。这一举措加快了物理、化学和电力电气等多学科多领域交叉融合，为推进我国储能领域的快速发展提供支撑。

2.6 典型高校储能学科建设概况

由典型高校设置储能学科有利于提高其他学校对储能学科建设的积极性，现列出典型高校储能学科概况，如表1所示。

表1 典型高校储能学科建设概况Table 1 General situation of energy storage discipline construction in typical universities

我国教育部发文，于2019 年设立储能科学与工程专业，现已开设的大学有西安交通大学和华北电力大学，这反映出我国的储能学科建设有待加强。但已有多所高校申报此专业等待教育部审批，这些高校拥有国家重点或省部级重点实验室，并与企业积极合作，让不同层次的学生在校企联合建立的实验平台中实践，在储能领域有了一定的教学基础，有能力扩大储能领域在学术界的影响力，发挥高校自身优势，积极推进我国储能学科建设。

3 我国储能领域现有教材及期刊

储能领域的发展离不开各个媒介对储能技术及装置的推广，教材和期刊是对储能学科建设起主要作用的媒介之一。在有着学术影响力的知名期刊上刊登储能领域综述性和研究性文章与出版储能相关教材可扩大储能在外界的认知度，提升储能技术的学术影响力，有利于加快储能学科建设。现对我国储能领域部分教材和杂志进行阐述。

3.1 储能领域部分现有教材

在储能产业和技术与时俱进的背景下，我国政府表达了推动储能技术大力发展的强烈意愿，相关教材的编著成为了我国储能学科长期健康发展的基本条件。因此，我国储能领域专家和学者对各自研究领域撰写了一系列教材，部分储能学科教材如表2所示。

作为教学和学习的重要依据，表2所示教材不但能够提升高校学生的知识水平，而且能够让教师不断更新自己的知识结构，促进储能学科的整体布局，在储能学科中起到了引领性作用。其中，《大规模储能技术》从储能应用需求、储能技术、储能典型案例、政策等方面进行了梳理分析[7]，对储能产业的发展颇有意义，可让读者进一步加深对储能行业的认识，同时为储能电站等储能装置的实际应用提供理论支撑。

表2 储能领域部分现有教材Table 2 Some existing textbooks in the field of energy storage

《电池储能系统调频技术》主要论述了电池储能系统参与电力系统调频的理论依据、可行性、示范工程和经济性等[8]，需要读者具有储能技术和电力系统的理论知识，储能系统应用场景为电力调频辅助服务，适用于各个电力领域的高校师生和电网、供电局等单位的技术人员进行涉猎或钻研。

《电力储能技术及应用》主要论述了储能技术和储能系统，同时梳理了储能在电力系统中发挥的作用及其应用[9]。给储能和电力系统连上线，可适用于大部分学习电气工程和新能源发电等专业的高校师生阅读和参考。

3.2 储能领域部分现有期刊

在各个单位和高校储能创新成果频出的情况下，各个期刊设置储能相关栏目并不断发表相关文章，部分储能领域期刊概况如表3所示。

表3 储能领域部分现有期刊Table 3 Some existing journals in the field of energy storage

其中，在国内比较具有较高学术价值的期刊是《储能科学与技术》，是国家新闻出版署正式批准的储能行业唯一高端科学技术期刊[10]，主要收录储能相关技术研发及研究综述性文章，自创刊起发文量一直处于上升趋势，重点聚焦在储能领域产业动态、发展趋势、新理论、新技术和新成果，引导我国储能行业健康发展，组织了一批有影响力的专刊。

《电力建设》近年来主要刊登电力领域的学术论文和科技成果，在逐步调整的过程中增设了储能技术栏目，重点发表储能新技术、优化设计等最新研究成果。其编委会由多位知名顾问和委员组成，在中国学术领域中处于高水平核心期刊，在一定程度上增加了储能技术的报道力度。

《现代电力》由华北电力大学主办，能够服务于全国各高校、电网企业和发电公司等所有新能源电力系统单位和工程技术人员，大规模储能应用是其重点关注领域，自建刊以来共刊登储能相关文章百余篇，为广大学者进行学术交流提供了大量参考素材。

4 我国储能领域相关协会

4.1 IEEE PES储能技术委员会（中国）

IEEE PES 储能技术委员会(中国)在2020 年成立，现有多位储能行业专家学者和工程师以及优秀企业参与，设立了储能材料与器件、储能系统与装备、储能并网与运行等六个分技术委员会。IEEE PES是电气电子工程领域最具影响力的技术行业平台资源之一，它的成立使得广大专家和学者可以通过这个强有力的平台在国际舞台上将我国的技术创新和产业发展展现出来。

IEEE PES 深入研究可用于大规模工程应用的储能关键技术，加快完善储能应用标准体系，使得储能技术应用稳步发展；具有专业力量强、覆盖面广等优势，注重多学科交叉融合，可与各方专业力量协同合作，加强与储能相关的其他学术技术组织的交流合作，提出完整的高水平储能应用技术方案；加快了中国科技领域国际化的进程，促进学术和整个行业在国际上的发声和影响力，进一步促进了我国储能产业向着高标准严要求的方向发展。

4.2 中关村储能产业技术联盟

中关村储能产业技术联盟(China Energy Storage Alliance，CNESA)是我国第一个专注在储能领域的非营利性行业组织。储能联盟由一些发展较为完善的储能技术厂商、新能源产业公司、相关领域的科研院所和高校构成。在帮助政府主管部门研究制定我国储能产业发展战略、提倡储能发展模式、确定中远期储能产业发展方向等工作中，CNESA 发挥着十分重要的作用。联盟以产业研究为工作核心，为储能产业各界提供专业的产业研究和定制化咨询服务，研究内容覆盖储能技术、产业趋势、应用机会、国内外储能政策、储能项目以及储能的经济性和储能商业模式等方面。该组织覆盖储能全产业链各参与方，参与了政府政策的制定，对储能应用进行推广，促进了储能产业的健康有序可持续发展。

4.3 其他储能专业委员会及储能分会

近几年有很多储能学术组织在为我国储能领域建设做出了应有的贡献，在储能学科的建设中也起到了至关重要的作用，部分参与储能学科建设的学(协)会组织如表4所示。

表4 部分储能专委会及分会概况Table 4 Part of the Energy Storage Committee and Sub-committee Overview

以上储能专委会和分会，推动了储能领域的学科交叉融合和产学研之间的交流和合作，促进了储能学科的繁荣发展。中国电工技术协会储能标委会将工作重点指向标准体系，加强标准化建设工作，充分发挥其规范和引领作用；中国能源研究会储能专委会等储能专业委员会则是重点推进国内外的学术交流合作，提升各个高校之间的学术竞争力，从而促进储能学科的发展。

5 对储能学科课程体系设置的启示

为响应国家号召，加快培养储能领域高精尖人才，并根据本文对我国现有学校储能课程设置和储能领域教材、期刊和协会，现提出如下建议。

（1）随着我国“碳达峰/碳中和”这一重大国策的强力推进，“风光储火一体化，源网荷储一体化”将催生万亿市值的储能市场，广阔的市场需求亟需人才“源动力”，复合型储能人才的培育已是大势所趋，紧缺的人才缺口亟需更多的高校像西安交通大学、华北电力大学一样，大力推进储能学科建设，为储能领域人才培养提供肥沃土壤；

（2）储能学科涉及电化学、材料、热物理、机械工程、电力电子、电力系统、电力市场等诸多学科，现有的绝大数高校鲜有哪个学院可以包罗上述全部专业，亟需高等院校推陈出新，积极探索跨学院组建储能学科的新型模式，打破专业壁垒、尝试资源横纵向整合的办学举措；

（3）储能学科是新生事物，缺乏必要、健全的师资队伍，需要现有相关专业的教师不断提高认识、更新知识结构，方能胜任储能学科这一全新的教学体系；从本、硕、博不同维度、不同层次培养储能人才；

（4）储能学科的课程体系有待尽快建立，从储能的基本原理、不同技术特点到储能系统集成、容量配置、经济评估等诸多方面，迅速选编相应教材，设计课程体系，方能为完善的教学体系提供基本保障；

（5）储能技术实验研究是培育核心技术和成果的重要摇篮，需要从长远发展的角度，统筹规划，成立国家级、省部级和高校级储能技术实验室，构建理论研究-实验研究-成果转化的系统科研体系；

（6）高等院校应加强与大型央企、储能设备生产企业的战略合作，成立产学研用融合的教学实践基地，提高学生的动手能力，同时为企业的难点、痛点提供有力的人才保障;

（7）储能相关的行业协会应积极履行社会责任，组织全国性的大学生储能竞赛活动、学术论坛等加强学术性，让学生在广阔的储能应用市场中储备基础知识，迅速成长。