“双碳”战略背景下新能源领域研究生培养模式探索

高 娃

（天津工业大学 天津 300380）

工业革命以来，化石能源的消耗，排放大量CO2，导致全球气候变暖，海平面上升，严重破坏生态平衡，威胁人类社会可持续性发展。尽快实现碳中和，以将地表温度上升限制在2℃以内，成为解决这一问题的有效途径，而这须全球人民的共同努力[1]。自20世纪末以来，伴随着我国经济的迅速发展，人民生活水平在逐步提升，幸福指数亦得以提高。然而经济高速发展的同时又在能源与环境方面付出了极其惨痛的代价，不仅环境污染问题严重，同时又有能源消耗大、利用率低以及消费结构不够合理等现象。鉴于社会发展的能源需求，碳排放体量持续增长，中国的“碳达峰和碳中和”目标工作有望破解资源环境约束，实现可持续发展，并满足广大人民的生活需求、有利于实现人与自然和谐共生。这一目标体现了中国推动构建人类命运共同体付出的巨大努力。

2021年10月24日，国务院发布了《2030年前碳达峰行动方案》，其中对单位GDP的二氧化碳排放与非化石能源消费比都制订了明确目标，同时也对森林蓄积量与太阳能以及风电总装机容量做出了要求。这不仅为实现“碳中和”提供了支撑，也对现阶段我国生态文明建设来之不易的成果维护提供了保障[2]。“双碳目标”的实现有赖于全社会各个行业的协同奋斗，同时也给予相关行业新的发展机遇。各个行业的发展与推动依赖于高质量具有创新能力的研究型人才的培养，人才是科技创新与技术发展的核心保障，研究生学习作为人才培养的重要阶段，更应受到高度重视。通过调动研究生的热情与积极性，在低碳研究领域充分发挥其主观能动性，为实现“双碳”目标注入新的活力。

1 面临的机遇与挑战

化石能源的燃烧与利用，排放出大量CO2等温室气体并释放重金属污染物，造成环境污染引起温室效应，对人民生活和社会发展造成损失。2019年我国碳排放量在世界占比28.8%，位居世界第一，在2020年这一数值达到了30.7%。能源消费总量方面，2019年我国能源消费总量为48.6亿吨标准煤，其中清洁能源只占其中的23.4%。这两项数据对比2006年均有大幅提升，这意味着我国仍处于“双上升”阶段，而相应的越长的上升时间带来的是更难出现的脱钩拐点[3]。这对我国计划从2030年―2060年只用一半时间便实现发达国家60年的“碳中和”目标来说，更是任务艰巨。

“双碳”目标的提出将改变传统化石能源利用方式，以“减煤、稳油、增气、大力发展可再生能源”为基本思路，推动环境污染综合治理，并开发新的技术手段推动清洁能源的发展与利用，改善生态环境质量。在“双碳”目标的推动下，未来我国将在多领域进行调整，促进经济社会绿色低碳的全面性改革，譬如大力推动清洁能源的开发与利用、实现低碳技术创新，扶持低碳甚至零碳负碳产业等，最终实现人与自然和谐共生。因此，新能源技术的广泛应用，以及培养具有优秀创新能力的新能源领域的科研人才显得尤为重要，有望推动“双碳”战略的实现。

材料设计、工艺制造、技术开发、市场应用等新能源相关领域展现出迅速发展的势头。如此一来，新能源相关产业具有广阔的发展前景，将对人类生活发展及社会经济水平提升带来深远影响。本就拥有广阔前景的新能源产业也借此机会一跃而生成为很多国家发展的重中之重，国家级的鼓励政策也如雨后春笋一般萌发而生。这既有利于产业结构化改革，也为更有目标性的人才培养指明了方向[4]。人才是“双碳”目标实现的关键载体，大规模新能源技术的开发与运用牵引出“双碳”目标的实现对人才的巨大需求。为增强新能源行业的核心竞争力并实现技术突破，培养相关领域的拔尖人才则成了重中之重。不仅如此，在解决人才匮乏问题的同时还需降低新能源的实际运营成本，多管齐下才能将新能源领域的发展推向一个新的台阶。

2 新能源领域研究生培养模式探索

“碳中和”拉动新型人才需求。鉴于拔尖人才在科技研发上不可取代的作用，为更好推进能源结构调整与碳市场构建，高校需关注并加快“低碳人才队伍建设”，对研究生培养模式进行有效调整，培养大量优秀“低碳人才”。基于对我国人才需求量现状的数据分析，例如对典型新能源企业，每年需求总量大约为300人，其中高层次人才占比约一半。对比来看，高校可供给人才、数量却只占其不足三成[4]。眼下多数高校虽普遍开设了新能源领域专业，也仅仅在遵循传统教育模式的基础上做了小幅改革，这对于供需失衡的新能源人才市场来说远远不足。除开常规教育外，新能源领域研究生应掌握更为扎实的领域相关的基础学科知识，更系统地了解新能源材料的设计与制造乃至应用过程，明确这一领域面临的机遇与挑战。结合“双碳”大背景，把新能源领域研究生的课程内容与领域内的前沿技术发展关联起来，同时大力推进实践课程，践行多元化教学模式，拓宽育人路径，提高人才实践能力，紧跟时代需求。

2.1 紧密结合“双碳”材料和技术研究前沿，丰富和优化研究生课程内容

我国正处于能源经济绿色转型的关键时期，降低传统化石能源依赖，大力推动清洁能源是眼下的发展趋势[5]。研究生培养更需要紧跟脚步，除现有教学体系中的主干课程外，结合新能源行业迅猛发展的大形势，在教学内容上可考虑适当提高新能源开发与利用、催化研究进展、减排等相关新能源课程内容的比例，丰富并优化知识结构。使研究生在学校学习成长过程中更好更准确地掌握相关基础知识，这也提高了今后本专业毕业生进入新能源企业的可能性，为未来成为合格的绿色能源领域相关工作人员夯实基础。

新能源领域相关产业需要大量优秀人才，因此优化课程结构，将专业课与选修课巧妙结合，形成科学的跨学科育人理念在研究生培养过程中是必不可少的。此外，可增设新能源实践课程，设计与开发课程等领域相关的专业选修，既弥补了新能源领域研究生课程匮乏的缺陷，又能够优化目标人才的培养。在此基础上，学校可实行倡导学生适当跨专业选修的政策，以满足学生对知识获取上的差异化需求。新能源领域研究生通过专业大类必修课，掌握数学、物理、化学、材料等基础知识和基本技能。依照目前新能源行业对人才的需求，新能源领域研究生培养需增设类似于新能源原理、太阳能电池、催化技术等多种课程，同时还要教授相关的安全管理知识[4]。不仅如此，新能源领域专业人才培养阶段需注重通识教育，引导学生树立正确三观的同时培育爱国情操，锻炼人文素养，提高道德品行，并在此基础上增强外语运用能力，更加便于阅读国外相关论文材料，提取前沿知识，了解科研动向，拓宽国际视野。

2.2 改进教学方法，增加相关实践课程

传统教学依托于教材，教师以课堂为媒介向学生传授知识，学生在学习过程中处于相对被动的位置[1]。学生的思维空间受到束缚，不利于后续科研工作的展开，所以在教学中应努力调动学生学习的积极性，鼓励其进行深度思考并提升解决问题的能力。采用案例式、问题式、研究式等多种教学方法，激发学生的创新意识，关注新能源以及催化领域中最新的发展动态，引导学生解决实际问题[6]。同时加深企业与高校之间的互补合作，通过校企联合的方式为学生搭建平台，增加实践参观课程，贴近了解实际的生产活动。打破理论与实际之间的壁垒，不仅能使学生避免在前沿的科研工作上过于悬浮，还能为今后步入科研与应用岗位奠定基础。除此以外，还应鼓励学生多听取新能源领域优秀研究者的学术报告，以拓宽科研视野，丰富前沿知识。

2.3 践行多元化“双碳”教学模式改革

新能源领域专业知识涉及面广泛，事实上新能源领域相关专业基本分布在多个不同院系，物理、化工、材料等多个院系均有涉及。因此对应的研究生培养也大可立足多元化理念，各院系协同合作，为交叉指导提供技术支撑。同时整合并合理利用全校相关教育资源，形成资源共享机制，最大限度地保障新能源领域研究生的培养，为研究生专业能力的进步提供充足平台。不仅如此，还要实行更有利于全方位育人的团队指导模式。创新研究生导师培养模式，依照具体科研方向可以将研究生导师分成多个团队，形成更为专业的轮换指导。导师依据自身的研究方向发挥自身所长，既方便研究生全方面了解并学习新能源领域的知识，又可以根据个人偏好接触更前沿的科研技术与更深刻的授课内容。这种“一对一”“多对一”的教学方法，也更容易达到“因材施教”的目的。导师在指导过程中要在关注研究生科研能力提升的基础上，遵循激发学生新能源领域知识的学习兴趣与钻研热情的原则，最大程度提高学生主观能动性与创造力。这不仅能够培养学生的创新意识，提高其解决实际问题的能力，也更有助于发挥学科优势。如此一来，不仅有助于学生提高专业知识水平，还更便于指导学生实现对专业理论、课题研究、科技创新、社会实践等全方位立体化的知识构筑。

聚集国家“碳达峰”和“碳中和”战略部署，高校可以与国内绿色能源企业等深度合作，通过定期实习、联合培养等方式提升毕业生的实践与创新能力，实现全方位复合型“碳达峰、碳中和”专门人才的培养。鼓励学校“因地制宜”地开展多学科融合，推进企业与高校协同研究的创新模式，培养宽基础、高素质、强能力的“双碳”复合型人才。

3 结语

“双碳”目标不仅是一项国家级的战略举措，更是一道经过严谨科学检验的论证题。它不仅在我国可持续发展中有着举足轻重的地位，更是与生活中的各行各业息息相关[7]。“双碳”目标的实现，极大程度上影响着新能源领域人才的需求变化。面对社会发展与相关领域企业日益增长的需求，我们理应把目光聚焦到新能源技术前沿，弱化传统化石能源的教学方针，丰富和优化研究生在新能源领域的课程内容，增加相关实践课程，践行多元化“双碳”教学模式改革，使人才培养紧跟国家产业布局和战略性新兴产业的发展。