这几天,网上讨论最多的是限电。限电好像各个省的原因不完全一样,但大家公认一点,跟碳达峰、碳中和的目标有关。
作为一个紧密关注高考的博主,万事都能联系到高考。今天就来谈谈跟碳中和紧密相关的能源与动力工程、新能源科学与工程、储能科学与工程这三个专业。
这三个专业在本科专业目录里都属于工科下面的能源动力类,所以这三个专业的联系是很紧密的。
先谈一下碳达峰、碳中和的基本概念,把概念搞清楚,对这三个专业的判断基本就出来了。
先说一下碳,碳是指能引起温室效应的二氧化碳、甲烷等各种气体。为了衡量对气候环境的影响,科学家把其他气体换算成二氧化碳的当量。所以,“碳”指的是二氧化碳的当量。
我国承诺,2030年碳达峰,2060年碳中和。顾名思义,碳达峰就是二氧化碳的排放量达到峰值,不再增加。碳中和,就是零碳排放,人产生的二氧化碳和自然界吸收的一样。因此,需要碳减排,就是用各种方法来减少二氧化碳的排放。
各位,现在是2021年,离2030年只有9年了,时不我待。所以,大家都感受到了限电等种种事情,因为碳减排的任务太重了。
根据丁仲礼院士的演讲,现在二氧化碳的排放主要是,86%的化石燃料的燃烧,14%土地利用变化产生,23%被海洋吸收,31%被陆地吸收,进入大气的有46%。
OK,看到这里,大家应该明白如何碳减排了。
丁仲礼院士说,碳减排要三端发力。第一,电力端,不要烧化石燃料,用非碳新能源替代这些煤、石油、天然气。第二,能源消费,用电力、氢能、地热等代替传统能源。第三,固碳端,提高捕获、固化碳的能力,不让它进入大气。
能源与动力工程简称能动,这是一个很传统的专业,各大工科院校基本都开设,比较好的有清华、西交大、浙大、华科等学校。
顾名思义,能动研究的是能源转换,把自然界的太阳能、风能、水能、化石能源等转化为工业上可用的电能、机械能。一开始,能动研究的是各种锅炉、内燃机和蒸汽发电机,所以经常被称为锅炉专业。
能动主要学习的内容分几大块:理论物理方面的,理论力学、材料力学、燃烧学、热力学、流体力学等;机械方面的,工程制图、机械设计、工程材料;电子方面的,电工电子技术、自动控制原理、测试技术等等。
能动主要的就业单位是:火电厂、电力系统、电力设计院、内燃机制造公司、汽车制造公司、空调制冷相关的行业,还有石化等相关行业等。
我们可以看到,按照碳中和的目标,火电厂要关停、汽车要推广新能源汽车,这是能动专业两个非常重要的就业行业。这个没有了,能源与动力工程专业的前景就比较暗淡。
当然,如果从研究来说,能动专业还是有前景的,因为需要研究对环境的影响,能源的能效比,清洁燃烧等种种问题。
大家要注意,研究跟就业不完全一样。
这个专业是2010年开设,2011年开始招生。第一批开设的学校有浙江大学、华中科技大学、西安交通大学、东北大学、中南大学、重庆大学、河海大学、华北电力大学、上海理工大学、南京理工大学、江苏大学等。第一批的学校都比较好。
新能源科学与工程研究的是新能源相关的工程技术,包括风能、太阳能、生物质能、核能等。这是个交叉学科,涉及的内容很多,除了能源与动力相关的课程之外,还要学习太阳能热利用原理、清洁能源利用理论、生物质能源利用原理、储能原理与技术、新能源发电与并网技术……
大家看到这些课是不是晕了?相当于又是一个本科学习的时间。因此,虽然大家都叫新能源,事实上各个学校的侧重是不一样的。这点大家一定要注意。
比如,华科大的新能源主要是清洁和可再生能源,河海大学主要是风能,华北电力的方向比较全,有风能、生物质能和光伏。
新能源现在很火,而相关专业开设的时间不长,是不是新能源专业的就业很好呢?从目前来看,各个公司对新能源需求的人确实在慢慢增多。像华能集团下设有新能源公司,即便是传统的能源公司,也要招相关的新能源方面的人才。随着时间的推移,估计新能源的人才需求量会变大一些。
不过。我并不认为新能源的就业会非常火爆,因为它的课程太杂,不容易学精,或者说新能源专业知识不是很大的专业门槛,真正的专业基础还是能源与动力那些基础课程。所以,新能源专业门槛不高。
其次,现在大量的新能源就业是去生产现场。因为水能、风能、光伏等都是远离城市的偏远地段,这个可能很多人不愿意。不过,博士可能在研究院的多,可以在城市里。
最后,现在新能源企业主要靠补贴生存,收入待遇一般。
总之,新能源专业的前景不错,但目前一般。
这是一个很新的专业,2019年国家才增设,2020年全国首所大学,西安交通大学,才第一次招生。不过,这也是一个很热的专业,在2021年,有25所大学增设了这个专业,包括北京科技大学、华北电力大学、中国石油大学、华中科技大学、武汉理工大学、哈尔滨工业大学、东北电力大学、福建师范大学、长沙理工大学、青海大学等。现在全国有26所大学开设这个专业。
储能需求随着大量使用新能源而多了起来。因为电力系统的运行是这样的,要求发电和用电是平衡的,电不能大规模储存。对于火电厂来讲,只要有一套自动调节系统,就可以控制了。
但是,新能源,像风能、水能、太阳能不好人为控制,波动性很大。比如水电站有丰水期和枯水期,通过蓄水能做一点储能;太阳能也随天气变化,风能也是,有刮大风的日子,也有无风的日子。
因此,要大量使用新能源发电,首先要解决好这个供需平衡的问题,就是在大量发电的日子里,把用不掉的电储存起来,这样在枯水期或者无风的季节里,也有电可用。
另外,储能技术在新能源汽车、智能家居里面也非常有用。因为大家可以看到,要碳中和,那么在消费领域尽量要用电,所以储能电池的研发是个关键。
储能科学是现代科学发展的前沿,也是交叉学科。在西交大,把它放入了未来科学学院,这个规格是很高的。
储能科学与工程还没有毕业生毕业,不过这个专业方向的前景应该是非常好的,感兴趣的朋友可以关注一下。
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