人类的活动、经济的发展都离不开能源。我们对能源的需求远远超过以往时代,并且还在持续快速增长。石油、煤炭等化石燃料都是不可再生的,而且过度开发利用产生了当前的环境污染问题。

2月22日,国务院发布《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》中也明确提出,要推动能源体系绿色低碳转型。其中就包括“提升可再生能源利用比例,大力推动风电、光伏发电发展,因地制宜发展水能、地热能、海洋能、氢能、生物质能、光热发电。加快大容量储能技术研发推广,提升电网汇集和外送能力。

环境专业与新能源有关吗(新能源是解决能源和环境问题的必由之路)(1)

现在在很多城市的道路两旁都能看到一种“风光互补路灯”。这种路灯顶部多出了两顶“小帽子”,一顶是小型风能发电机,一顶是太阳能电池板。这两顶“帽子”既可以独立发电,也可以联合发电。这就是新能源技术在我们生活中最普通的应用之一

什么是新能源?

所谓新能源,是指区别于煤、石油、天然气以及大中型水电等常规能源,尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。比如,太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及氢能等都属于新能源。

传统的化石能源在地球上的储量是有限的,并且在燃烧过程中会产生大量污染或有害气体。与传统的化石能源相比,新能源的利用过程往往是可循环的,对环境没有污染或者污染很小。

基于新能源产业对于可持续性发展的重要支撑和目前新能源专业人才匮乏的现状,教育部于2010年《教育部关于公布同意设置的高等学校战略性新兴产业相关本科新专业名单的通知》(教高[2010]7号)批复部分高校设置新能源科学与工程、新能源材料与器件专业,自2011年开始招生。

新能源科学与工程

新能源工程就是采用新技术和新材料而获得,在新技术基础上系统地开发利用能源。风电比较好理解,就是如何将风能转化为电能。太阳能主要就是光热和光伏,以光伏为主,其发电的基本原理是“光生伏特效应”。生物质能主要是利用生物转化技术和热化学转换技术,将生物质转换成燃料物质。比如小麦收获了以后的麦杆,稻子加工后产生的稻壳,木材加工后的木屑、树枝、树皮等,这些农林废弃物都可以成为生物质发电的主要材料。利用这种技术,我们可以将生物质资源转化为各种清洁的能源,如沼气、燃料乙醇等。

开设新能源科学与工程专业的院校

华北电力大学的新能源科学与工程是教育部2011年批准设的,2012年将原有的风能与动力工程跟新能源科学与工程合并,合并以后共设有三个专业方向,即风电、太阳能光伏、生物质。报考时三个专业方向的专业代码是不同的,按三个专业招生。

西安交通大学是研究太阳能、风能、生物质能、氢能等诸多种类新能源的转化和利用的原理与过程,以及该过程中涉及到的新能源材料、新能源装备、新能源系统等。本专业知名教授云集,如:郭烈锦:动力工程多相流国家重点实验室主任,中国科学院院士,国家杰出青年基金获得者,两个太阳能研究的国家973项目首席科学家。亲自担任新能源31班班主任。

河海大学新能源专业以风能为主要方向。研究的是新能源发展所涉及到的基本气动力学理论、控制理论和发电运行理论。学习风力机、风力发电机组控制,风力机塔架与基础、海上风电场、风电场规划与选址等专业课。

厦门大学新能源科学与工程专业是面向核能、太阳能、风能、生物质能、化学储能、能效等国家急需的新能源产业方向,培养具有创新精神和实践能力的科学研究、技术开发、工程应用、经营管理人才的新兴专业。

华中科技大学的新能源科学与工程专业的培养目标是集清洁与可再生能源科学及工程知识与现代信息技术为一体的跨学科复合型高级技术人才和管理人才。

东北电力大学新能源专业原名风能与动力工程,创建于2010年,是全国较早拥有该专业的院校之一

长沙理工大学、沈阳工业大学、兰州理工大学……

新能源科学与工程的就业

新能源科学与工程专业的毕业生主要到核能、电力、制冷、低温、汽车、船舶、流体机械、石化、冶金、化工、新能源等中外大型企业工作。

光伏发电方向的学生毕业后能胜任太阳电池设计与制造、光伏系统设计、光伏电站规划、设计、施工、运行与维护以及太阳能发电新技术开发等方面的技术与管理工作。

风电方向就业对口单位主要有五大发电集团的风电场(如华能、国电、大唐、华电、中电投);电力设计院(如华北、西北、西南、中南、华东等);各省设计院、电力勘测设计院;风电整机制造企业、叶片制造企业、电气设备厂和其他相关的工作。除此之外,加入一些大型的跨国企业,如GE、Gamesa等,也是不错的选择。

生物质能方向就业对口单位主要有华能、大唐、神华、中电投、国电等发电集团公司的燃煤电厂、生物质电厂,华北、西北、西南、中南、华东五大电力设计院,以及各省级电力设计院、电科院,环卫集团、广大集团等环保企业,东锅、上锅、哈锅等锅炉、汽机等制造单位。

环境专业与新能源有关吗(新能源是解决能源和环境问题的必由之路)(2)

新能源材料与器件

新能源材料就是实现这些新能源转化和利用以及发展新能源技术过程中所使用的关键材料。与传统的材料(如合金材料)不同,新能源材料不是简单的材料,而是有结构和功能特性的。像太阳能电池板的核心材料,不是单纯的硅,而是要形成一定的结构(如PN结等),并能实现光电转化功能。因此,新能源材料与器件研究的不仅是材料或元器件,而是要把两者结合起来。也就是说,该专业研究的重点是如何打通新能源材料和器件之间的断层。

拿电动汽车做例子,动力电池技术的发展可谓日新月异。比如,钛酸锂负极电池具有快充性能、长寿命、高安全性等优点,缺点是能量密度低、价格高,适用于公交车使用。但是,近来碳负极的快充电池进步很快,其能量密度高、成本低,有望替代钛酸锂负极电池。无论是哪种电池,其材料和器件都是密不可分的,最终都要把材料做成电池。当然,这只是新能源材料与器件研究领域中的一小块内容。

新能源材料与器件研究的领域有哪些?

一、能量的转换过程。比如,光能转化为电能,光能转化为热能,光能转化为化学能,风能转化为电能,生物质能转化为电能,等等。比如,太阳能电池就是把光能转化为电能,人工光合作用是把光能转化为化学能。

二、能量的捕获与存储。储能技术是研究的重点之一。另外,风力发电机叶轮的表面涂层(具有防腐等性能)、燃料电池等,都是新能源材料与器件研究的领域。

三、综合能源系统中的传感器。目前的电网,还缺少“眼睛”和“耳朵”,无法迅速、准确地调配能量。这些“眼睛”和“耳朵”,即传感器,恰恰是新能源材料与器件专业的用武之地。很可能某一种新能源材料的运用,就会引发一场巨大的革新。

开设新能源材料与器件专业的院校

华北电力大学新能源材料与器件专业的特色是,不受传统背景影响,具有纯粹的新能源血统。该专业的师资团队也是一个亮点,老师们分别来自能源动力工程、电气工程、化学、物理、材料等不同学科,组成了复合式团队。该专业实行导师制,优秀的学生在本科阶段就能得到教授的亲自指导。这个专业包括太阳能电池材料与器件、锂离子电池材料与器件和燃料电池材料与器件专业方向。2017年计划与新能源科学与工程专业放在一起,按大类招生。

合肥工业大学是第一批开设新能源材料与器件专业的11所高校之一。项宏发老师介绍,该专业重点是研究与开发高性能新能源材料、技术和器件(如手机和笔记本中使用的锂电池、电动汽车用动力电池、太阳能电池等),发展“新能源材料”(锂电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料和储能材料等),主要做的事情是上述新材料的开发和生产,以锂电池和太阳能电池为代表的相关器件的设计、制造与生产,面向通讯电子产品、电动汽车和电网储能等领域的设计与应用。该校具有很强的工科背景,重视应用开发,与大中型企业都有良好的合作平台,这利于培养学生的应用能力。

中南大学该专业设在冶金科学与工程学院,有冶金背景

新能源材料与器件的就业

我国锂电池产业近年来发展快速,特别是动力锂电池的发展充分结合国家战略需求,打破了日本一统天下的局面,成为世界第二生产大国。我国自主开发的钴镍锰酸锂成本仅为钴酸锂的一半,高温稳定性也大幅度改善,改性天然石墨球负极材料已研制开发并投入批量生产。近年来,我国太阳能电池发展很快,纳晶太阳能电池材料研究取得了重要进展,其成本估算0.5-1$/pW。如果效率达到5%,性能价格比将超过非晶硅,有很强的市场竞争能力,成为值得关注的新型太阳能电池。

建议毕业生能够继续深造,将来进入新能源的高端领域。这是个源头创新的行业,中国必将产生全球领先的企业,对高端人才的需求会十分旺盛。当然,该专业毕业生也可以去新能源研究院等从事研究,或者选择出国。

毕业生适宜在新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业领域以及电力、航天航空、信息、交通等领域的研究机构、企事业单位从事研究、技术开发、工艺和器件设计及相关管理工作。

环境专业与新能源有关吗(新能源是解决能源和环境问题的必由之路)(3)

新能源材料与器件与新能源科学与工程专业的区别

这两个专业都属于工学门类,但新能源材料与器件专业属于材料类,新能源科学与工程属于能源动力类。

新能源科学与工程专业侧重新能源科学的基本原理和工程化(实现),以原理和工程模型(系统实现)为专业核心;

新能源材料与器件专业侧重于新能源材料的制备与深加工成为各种新能源核心构件的制备工艺,以新能源材料和器件制造工艺为专业核心。


目前世界上的大多数国家都是靠天吃饭,第一次科技革命的煤炭石油仍然是各个国家发展的动力源泉。但全世界国家地区情况不同,有的地产丰富,有的地产贫乏。全世界都在争夺资源,问题复杂且严峻。煤炭燃烧带来的雾霾和一系列的大气污染现代人已经很难接受。

为了打破这个局面,我们必须寻找低成本且可靠性高的清洁能源来替代,那就是只有电能。

目前中国风力发电、水力发电、太阳能发电从规模上来说都是世界第一。我们面临的问题不仅是电的生产问题,还有风电和太阳能电无法存储的问题。那么这两个专业一个是解决发电,一个是解决储能设施。都是国家需要的人才。

但新能源行业很多工作地处偏僻,工作环境艰苦,很多年轻人从小就没有吃过苦,到岗一段时间后,发觉自己的工作环境艰苦,工作了一段时间后,觉得不适应工作环境,于是就会离职,导致新能源行业一线员工流动性非常大。

电气领域很多的工作地点都很偏,不建议女生报考这俩专业,如果已经选择建议继续攻读研究生,用提升学历去改善未来的工作环境。

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