地方工科高校服务能源革命创新的优势、举措与路径——基于太原理工大学的思考

栗继祖，郭彦豫，杜华云

(太原理工大学，山西 太原 030024)

一、引言

当前，世界主要国家都把能源技术革命视为新一轮科技革命和经济转型的重要突破口。自2008年以来，我国成为世界上最大的煤炭生产国和消费国。面对世界能源格局的深度调整、巴黎协定的签署以及国家间日趋激烈的技术竞争，2014年6月，习近平总书记在中央财经领导小组会议上提出了“四个革命、一个开放”的能源革命总要求，明确提出我国要积极推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命，全方位加强国际重大合作的战略思想。2016年4月，国家发展改革委、国家能源局组织编制了《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》，为我国能源革命创新指明了前进方向。

山西省作为国家重要的能源基地和老工业基地，是国家资源型经济转型综合配套改革试验区，在推进资源型经济转型改革和发展中具有重要地位[1]。2017年9月，国务院印发《关于支持山西省进一步深化改革促进资源型经济转型发展的意见》，指出要努力把山西省改革发展推向更加深入的新阶段，为其他资源型地区经济转型提供可复制、可推广的制度性经验[2]。2019年5月，国家发展改革委对外发布了《2019年国家综合配套改革试验区重点任务》，指出山西省应以推动能源革命、深化国有企业改革、提高生态环境质量为重点，不断深化资源型经济改革，积极开展能源革命综合改革试点，争取在提高能源供给体系质量效益、构建清洁低碳用能模式、推进能源科技创新、深化能源体制改革、扩大能源对外合作等方面取得重大突破。同时，还指出山西省要努力完善煤层气勘查区块公开竞争出让制度，全面建立煤层气矿业权退出机制，完善国有资本授权经营体制，改革国有资本监督管理体制，调整优化国有资产布局，更大力度推进国有企业混合所有制改革[3]。

面对能源革命和资源型经济转型改革的新形势，山西省委、省政府提出了“以煤为基、提升转化、清洁高效、多元综合”的基本方针，扎实推动能源生产和消费革命，加快建设国家综合能源基地，更好推动转型跨越发展；并于2017年制定了《山西打造全国能源革命排头兵行动方案》，进一步明确山西在能源供给、消费、技术、体制和合作等领域走在全国前列的主要任务和奋斗目标[4-5]。

二、太原理工大学服务能源革命的基础优势

当前，山西正处于决胜全面小康和转型发展的重要历史关头，“在转型发展上率先蹚出一条新路来”是山西的重大使命，也是山西的历史责任。因此，要紧紧围绕习近平总书记视察山西重要讲话重要指示，准确把握山西能源革命发展的阶段特征、演进趋势、内在规律，贯彻落实“四为四高两同步”总体思路和要求。在山西能源革命问题上，转型为纲、项目为王、改革为要、创新为上，必须巩固和拓展近年来山西能源革命形成的转型发展基本思路，努力实现“到2025年转型出雏形、2030年基本实现转型、2035年全面实现转型”的目标。

要实现上述目标，必然离不开科技的创新、人才的培养以及基建设备上的突破。本文将以太原理工大学为例，对地方工科院校服务山西省能源革命建设进行初步探讨。山西省共有137所大学，其中普通高等学校82所，成人高等学校10所，民办的其他高等教育机构45所。普通高等学校之中，本科学校33所，其中工科院校9所、综合类院校8所，太原理工大学、山西大学、中北大学、山西大同大学、山西能源学院、山西工程技术学院、太原工业学院在能源类学科建设方面较为突出。发挥好这些院校的学科、人才、科研和产业优势，无疑将有效助力山西省的能源革命。

作为山西的地方工科院校，太原理工大学的专业设置与山西地方经济发展紧密相连。多年以来，该校的能源与电气工程学科群、煤机装备产业链学科群以及煤层气产业链学科群一直为山西省能源装备以及煤炭清洁高效开发利用做出积极贡献，使得山西省在煤层气、智能电网、新能源、新材料、能源绿色消费等领域都取得不俗的成绩。在此，就太原理工大学在学科设置、平台建设、相关智库以及校企合作方面的优势做简要分析。

(一)与能源革命相关的学科设置及优势

太原理工大学作为国家“双一流”重点建设高校，在煤炭开采、煤化工、煤机装备制造、煤基新材料研发等方面形成了鲜明特色和学科优势。此外，太原理工大学兼有化学工艺、材料加工工程、采矿工程3个国家重点学科，安全技术工程、结构工程等15个山西省重点学科。2017年，太原理工大学依托化学工程与技术、材料科学与工程、矿业工程和机械工程学科组建的“煤炭绿色清洁高效开发利用”学科群入选国家“双一流”建设学科。

(二)与能源革命相关的平台优势

在平台基地建设方面，近三年太原理工大学新入选了3个国家级科研创新平台，分别是国家发展改革委批准的“新型煤焦化产业技术”国家地方联合工程研究中心、教育部认定的“煤及煤层气绿色清洁开发利用”省部共建协同创新中心和“先进金属复合材料成型技术与装备”教育部工程研究中心。这三大平台围绕能源革命，在煤炭清洁高效开发利用、促进新能源产业提质、突破能源关键核心技术等方面贡献着理工力量。这既是学校“双一流”建设的阶段性重要成果，也是助力山西资源型经济转型发展的使命体现。

在重大科技项目方面，近三年太原理工大学紧紧抓住能源革命和资源型经济转型改革的新机遇，以煤层气、煤化工、煤机装备等产业链主动契合山西能源革命主攻方向，承担了科技部重点研发计划课题3项，国家自然科学基金重点项目9项，其中NSFC-煤基低碳联合基金重点项目6项；承担和参与山西省科技重大专项22项，其中，“煤层气高效合成金刚石等高值利用产业化示范”单个项目获批1040万元。

(三)与能源革命相关的智库优势

在政府智库方面，太原理工大学紧紧围绕能源政策、能源战略和新兴产业方面开展了大量研究工作，以中国工程院工程科技发展战略山西研究院为智库平台，由黄庆学院士、谢克昌院士、金智新院士分别牵头开展了“山西智能装备产业发展痛点及解决对策”“新形势下山西煤化工发展战略研究”“山西煤矿企业转型升级与智能化采掘发展战略研究”等直接服务山西的战略研究。2019年，太原理工大学获批的山西省重点智库“山西省能源经济与战略研究院”参与了“山西省能源革命科技创新发展规划(2020—2023)”的编制工作。

(四)与能源革命相关的产学研合作

在成果转化方面，太原理工大学积极推动产学研深度融合。近三年与山西华翔集团、立恒钢铁集团、国家能源集团、阳煤集团、丰矿迅达科技(北京)有限公司等共建10余个校企科研平台；与阳煤集团、浪潮集团、立恒集团、雅昌文化集团等大型企业签订校企战略合作协议；与清华大学签署深化合作协议；与太原市万柏林区、晋中开发区、运城经济技术开发区、阳曲县、定襄县、寿阳县等地签署校地战略合作协议；2018年底，与阳煤集团签署4000万的技术开发合同；2019年8月，与阳煤集团共同成立山西新碳超硬材料科技有限公司，标志着项目正式落地转化进入运营模式。

三、太原理工大学服务能源革命的现实逻辑

贯彻落实2020年5月11日习近平总书记视察山西重要讲话重要指示，基于太原理工大学在学科设置、平台团队建设、相关智库以及产学研合作方面服务能源革命的基础优势，不难发现，要实现山西省的转型跨越发展，必须把扩大内需各项政策举措抓实，在煤炭清洁高效开发利用技术上，发挥重大投资项目的带动作用，落实好能源革命综合改革试点要求。在能源产业结构上要持续推动调整优化，实施一批变革性、牵引性、标志性举措。同时，要大力加强能源科技创新，在新基建、新技术、新材料、新装备、新产品、新业态上不断取得突破，不断健全对外开放体制机制，推进高质量发展。

(一)科研成果契合山西能源供给侧结构性改革需求

长期以来，煤炭在山西省能源消费中一直占据主导地位。因此，在山西开展能源革命，必须以煤为基，积极发展新能源，构建煤炭为主体、多能互补的新格局。

针对上述任务，山西省必须做出优化能源供给结构，积极推进煤炭产业供给侧结构性改革的举措。而太原理工大学的一些标志性成果恰好契合山西供给侧结构性改革的需求。如新型煤基化工动力一体化系统工程与乙烯纯化新路径的研究，以及煤矿残采区遗煤开采与积气抽采新技术及应用研究，为寻求煤炭资源高效洁净利用提供了有效途径与方法，加快了煤炭绿色开采技术创新。在煤炭清洁高效技术转化成果上，太原理工大学取得了煤层气生产金刚石、煤基柔性石墨烯储能、煤制乙二醇高效催化剂的研制和分离、粉/焦炉煤气高值化利用等科研成果，为可再生资源的研发和利用提供了重要的支撑和保障。

同时，太原理工大学在民用洁净焦炭关键生产技术及应用、优质气化焦联产还原铁(高端优特钢和喷涂金属原料)的关键和集成技术、煤基水处理剂方面的研究符合国家坚持绿色消费、调整能源消费结构的理念，顺应了时代潮流发展。只有秉持这样的理念，社会才能保持永续发展。

(二)为服务山西能源革命创新奠定扎实的学科基础

根据习近平总书记视察山西重要讲话重要指示，我们清楚认识到山西省能源革命的关键是核心技术、重大科技的突破。太原理工大学近年来承担了3项科技部重点研发计划课题、9项国家自然科学基金重点项目、22项山西省科技重大专项。同时，太原理工大学拥有安全工程等5个国家级特色专业建设点、4个国家级实验教学示范中心、7个国家级“工程实践教育中心”；1个省部共建国家重点实验室培育基地，1个国家国际科技合作基地，2个国家地方联合研究中心，2个国家地方联合工程实验室，4个教育部重点实验室，1个教育部工程研究中心，13个山西省重点实验室；1个科技部重点领域创新团队，2个教育部创新团队，10个山西省创新团队[6-7]。这些都为山西省其他高校加强能源学科建设，形成特色鲜明的能源类学科群，聚焦关键核心技术的突破树立了良好的示范。

而且，太原理工大学近三年共建设3个国家级科研创新平台，分别是“新型煤焦化产业技术”国家地方联合工程研究中心、“先进金属复合材料成形技术与装备”教育部工程研究中心、“煤及煤层气绿色清洁开发利用”省部共建协同创新中心。此外，近年来太原理工大学积极主动地走出去，与各大能源企业深度合作，建立了10余个校企科研平台。一方面通过学历教育与职业培训提升了各大能源企业员工专业技能，促进了能源企业技术的进步；另一方面，通过与各能源企业的科研项目合作，为企业的技术创新提供了科研支撑，充分建立了产教融合新模式，从而为山西能源科技革命做出了积极贡献。

(三)绿色智能开采重点实验室助力煤炭主业转型升级

结合国家综合配套改革试验区重点任务中有关山西省整改的举措，我们意识到山西省的转型发展关键任务在煤炭转型。而煤炭作为我国的主要能源，在长期开采的过程中面临诸多问题。第一，随着开采强度的增大，一些开采条件好的矿区常规煤炭资源已近枯竭，却还有大量“三下”压煤、蹬空弃煤、残留煤柱、火成岩侵入煤层、小窑破坏煤层等难采煤层[8-9]。第二，在采煤过程中极易出现瓦斯、粉尘等安全隐患，需要开发安全保障技术，保障煤矿安全生产。第三，我国地质灾害评价手段单一、精度不高，需开发精准的监测方法和手段。针对上述问题，我国科研和生产工作者做了大量工作，但仍有许多亟待解决的技术和管理难题。因此，建设煤炭资源安全绿色开发技术体系，提高煤炭资源回采率，有效降低煤炭开采过程中的安全事故是煤炭产业发展需要解决的重大科技问题[10]。

要解决这些问题必然离不开重点实验室。山西省绿色智能开采重点实验室，主要依托太原理工大学，涉及包括采矿工程、安全工程、地质工程、测绘工程在内的诸多优势学科。实验室的研究任务主要包括：遗煤开采方法与矿压控制的模式化、安全保障技术的智能化、遥感监测及地质灾害评价治理的实时化，开展遗煤开采的围岩稳定性控制理论与技术、遗煤充填开采理论与技术、遗煤开采的一通三防及智能化建设技术、安全行为技术与管理、粉体封堵煤岩裂隙提高钻孔抽采浓度的技术及理论、煤层气增透增产新方法、遗煤开采的地表移动变形预测理论与方法、地面灾害遥感实时监测技术、地面灾害评价及恢复治理模式等。

此外，通过与山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司、国家电投集团山西铝业有限公司的协作，太原理工大学积极建立绿色采矿人才培养和技术研发平台，为煤炭产业发展重大科技需求做出了自己的贡献。太原理工大学相关的研究成果为企业提供了安全、绿色、清洁、高效生产煤炭资源的技术服务保障，为政府制定相关政策提供了技术支持。

四、地方工科高校服务能源革命创新的有效路径

借鉴太原理工大学在能源供给侧改革、地方高校学科建设以及绿色智能开采实验室建设等方面做出的贡献，地方工科院校应积极发挥优势，主动担当作为。在服务山西能源供给侧结构性改革方面积极发挥智库作用，不断围绕山西能源革命创新优化专业建设和学科布局。同时，积极推进山西能源革命的人才建设目标，完善科研激励，引领能源科技创新。

(一)发挥智库作用，积极建言献策

落实到具体行动上，地方工科院校要不断深入钻研煤炭清洁高效开发利用技术，不断促进低阶煤泥的高效加工、高温煤焦油梯级转化、煤经甲醇定向稳定合成芳烃等关键技术的提升。在煤层气领域，地方工科院校应积极开展对煤层气低温脱氧、煤层气高效合成金刚石、煤层气热力开采等核心项目的研究。通过对煤矿行业实际环境的综合考察，不断优化地方工科院校服务能源革命创新的有效路径。同时，在生态环保及资源综合利用领域，要格外注重采煤沉陷区矿山地质环境恢复治理问题，只有在对采煤矿区塌陷地质形成的原因及特征进行深入探究的基础上，才能够提出科学合理的采煤矿区地质环境治理策略。

(二)优化学科群布局，着力专业建设

在能源类学科建设方面，尽管太原理工大学在煤机装备以及煤层气产业领域已经形成了独具特色的学科群，但纵观山西省其他高校在学科布局以及专业建设方面还有待加强。

首先，在学科专业的领导建设方面，山西省应专门成立能源类学科和专业的领导小组，由专业的导师和团队为能源学科建设指路引航。其次，要结合山西省的实际经济状况，明确山西省高校的服务定位和人才培养方向，毫不动摇地坚持“服务能源企业”的定位和“加强基础，提高素质，全面发展”的人才培养方向。在此基础上，对学科专业进行正确合理的规划，以能源类优势学科专业为主，其他相关支撑学科为辅，全力打造出独树一帜的学科布局[11]。最后，山西省高校在不断优化既有学科建设的同时还应展望未来，制定好未来三到五年能源类学科专业的目标规划，积极拓展能源类学科群体和科学研究中心，共同构建能源类学科群基地。

(三)深挖人才资源，加强能源科技型人才引育

在人才队伍建设上，山西省地方高校师资仍有所欠缺。以电气工程学科为例，太原理工大学的教授仅有16人，副教授有41人，其中该学科教师博士学历占比仅为54%。因此，能源学科师资队伍力量薄弱的问题亟待解决。

山西省各大高校应积极引进和培养能源科技型人才。首先，各大高校应不断加大对能源科技型人才的引进力度和投入力度，省委省政府应设立能源科技型人才引进专项资金，不断吸引能源科技型人才积极投入到山西能源科技革命的工作当中，从而更好地为山西能源科技发展服务。其次，太原理工大学及山西其他各大高校应不断加强现有能源科技型人才的培养力度。积极鼓励老教师带动新教师，不断扩大教师队伍，搞好学科建设。同时，对青年教师给予良好的科研环境与氛围，为硕士阶段的教师攻取博士学位提供良好的学习条件和必要的经济支持。最重要的一点，高校应鼓励高层次能源科技型人才走出去，支持骨干教师出国深造，拓宽学习眼界，提高自身科研水平，从而为更好地加强能源类学科建设提供人才保障。

(四)完善科研激励，引领能源科技创新

科技创新是推动能源革命的根本。地方工科高校作为相关专业人才高地，要通过不断完善科研激励，引领能源科技创新。首先，积极发展现代煤化工技术，在环境条件满足的前提下，对二氧化碳的利用与封存技术不断进行创新。其次，结合山西省实际环境状况，不断创新绿色煤炭开采技术，在坚持循环经济绿色工业原则、保护地面环境的基础上，利用数字信息等智能化方式，完善与环境协调一致的，低开采、高利用、低排放的开采技术。再次，积极加强对新能源以及可再生能源的研发和利用。在新能源领域，充分利用山西的资源禀赋，积极研发可靠而廉价的氢燃料电池技术。最后，不断加大对煤层气的开采力度，积极推进基于多尺度耦合效应的煤储层改造增产与排采的新技术，不断探索煤层气排采过程中煤储层的动态变化机制，确定有利于煤层气开发煤相或煤岩分层及控制甲烷、二氧化碳等流体输运行为的关键储层尺度。只有这样，山西省能源革命才能引领科技创新，争当革命排头兵[12]。

五、结论

面对国家综合配套改革试验区重点任务中的明确要求，山西应紧紧抓住这一战略机遇，充分利用太原理工大学等地方工科高校的优势，不断深化资源型经济改革，积极开展能源革命综合改革试点，提高能源供给体系质量效益，构建清洁低碳用能模式，推进能源科技创新。太原理工大学要紧紧依托自身条件，充分发挥“双一流”建设特色学科群的优势，在煤层气、智能电网、新能源、新材料、能源绿色消费、能源装备等领域起到科技创新的引领作用,围绕山西能源革命主要工作任务，在推动煤炭清洁高效开发利用、促进新能源产业提质、发展“互联网+”智慧能源、扩大能源开放合作中，争做能源革命的“科技创新尖兵”，为早日把山西建成世界煤基科技创新成果转化基地贡献自己的力量。