可再生能源概论的问题

由于常规能源资源逐渐耗竭，以及环境生态遭受破坏，在能源科技进步的推动下，新能源（风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等）开发利用水平不断提高，经济性逐渐显露，是许多国家和地区大力发展的能源产业，也是实现循环经济及低碳经济的重要途径，所占比例逐年增加。新能源科学与工程专业是我国为适应新能源产业发展趋势于2011年设立的战略性新兴产业本科专业，旨在为新能源产业培养和输送高质量的专业人才。

本专业培养具备热学、力学、机械、能源科学、系统工程等宽厚理论基础，掌握太阳能、风能、生物质能与地热能等新能源专业知识，能从事清洁能源生产、可再生能源开发利用、能源环境保护、新能源开发、工程设计、优化运行与生产管理，具有较强的综合能力、创新精神和实践能力的跨学科复合型高级人才。毕业生能在能源、建筑、交通、材料、电子、环保等行业从事新能源与可再生能源产品研发与生产、工程设计与施工，以及教学、科研和管理等工作。

新能源与科学工程专业涵盖行业广泛，国家的《能源发展“十二五”规划》中加大非化石能源发电比例，大力发展可再生能源，社会对这方面的人才需求量必然增大。毕业生能在能源、建筑、交通、材料、电子、环保等行业从事太阳能、风能、生物质能、地热能等新能源与可再生能源产品研发与生产、工程设计与施工，以及教学、科研和管理等工作。

一、能源化学工程专业介绍 1、能源化学工程专业简介

能源化学工程,英文名称:Energy Chemical Engineering,本专业为2011年新增专业。能源化学工程(代码081304T)属于工学大类,化工与制药类。主要研究方向:能源清洁转化、煤化工、环境催化、绿色合成、新能源利用与化学转化环境化工。

2、能源化学工程专业主要课程

无机化学与分析化学、物理化学、有机化学、化工热力学、化工原理、化学反应工程、石油加工工程及实验、有机化工工艺、石油炼制工程概论、能源工程概论、合成燃料化学、可再生能源工程、化工用能评价、合成燃料化工设计、能源转化催化原理、合成燃料工程、煤化工工艺学,天然气化工工艺学,能源经济学,能源化工设计,专业英语。

3、能源化学工程专业培养目标

培养目标

培养掌握化学和能源转化与利用的基本理论、基本知识和基本技能,培养具有良好科学素养、基础扎实、知识面宽,具有创新精神和国际视野的高级专门应用型人才,具备在煤炭行业、电力行业、石油石化行业、生物质转化利用行业从事低碳能源清洁化、可再生能源利用以及能源高效转化、化工用能评价等领域进行科学研究、生产设计和技术管理的能力。

培养要求

通过学习,将具备以下几方面的能力:

1. 掌握能源化学学科的基本理论及基础知识,掌握先进的设计方法及工程技术,具有基本的专业素质

2. 掌握清洁能源的制备、存储及其转化的基本技能

3. 掌握能源的清洁利用技术、可再生能源的开发利用等方面的技能

4. 掌握通过现代技术获得最新科技信息的手段,了解能源工程发展的最新动态,具有一定调查研究与决策能力、组织管理能力,具有较强的语言表达能力

5. 具有熟练使用计算机系统解决实际问题的基本能力。

4、能源化学工程专业就业方向与就业前景

本专业的培养目标中强调以“厚基础、宽专业、高素质”为特色,扎实的化学化工基础知识和能源化学工程专业知识使毕业学生能够适应涉及化学、化工、传统和新能源加工等领域的广泛需求。毕业生工作领域包括:煤化工行业、天然气化工行业、电厂化工综合利用行业、生物能源化工行业、固体废物综合处理行业、石油加工行业、石油化工行业、天然气行业、城市燃气、分析检测、催化剂生产和研发行业。可以在这些行业从事设计、科学研究、技术管理等工作或继续深造。

二、能源化学工程专业大学排名

1. 北京化工大学 A++

2. 华南理工大学 A++

3. 中国石油大学(北京) A+

4. 合肥学院 A+

5. 东北电力大学 A+

6. 华北电力大学 (保定) A+

7. 中国矿业大学 (北京) A

新能源是指在新技术基础上，系统地开发利用的可再生能源。包括太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能等。中国风电资源主要是在东北、西北和内蒙古等地区，煤电资源主要在黑龙江、山西、内蒙古和甘肃西北等地。水电资源主要集中在西南地区，川渝云贵以及两湖两广地区。但是电力消费的中心却是在沿海地区，所以说我国能源的产生地区和电力消费中心是不匹配的，这对电网搭设和能源的利用都具有一定的考验。

一、中国经济整体概况

1.中国经济现状

目前世界经济危机并没有改变中国高速经济增长的趋势。中国未来经济依然表现为高储蓄、高投资、高资本与高速度，如表1所示。对于中国经济的分析，主要从出口、房地产、内需三个部分剖析，这三个部分被称为中国的三驾马车，同时日益和国外接轨是中国经济的主流趋势。产业的发展是一个平滑增长的过程，它和消费能力、需求能力紧密相关。产业弥补式的增长特性使得在对待一个产业时需要有收放自如的控制力，不能过分的打压。但是中国经济增长轨迹的变化将被缓慢启动，调整的模式具有明显的需求先导型、产业内部深化等特点。此外，中国经济将步入一个较长时期的“次高速经济增长时期”，人们原来所想象的各种增长模式大转变并非想象得那么迅猛。

2.重点关注的新兴战略产业领域

1)新能源领域：重点关注的对象包括水电、核电、风力发电、太阳能发电、沼气发电、地热利用、煤的洁净利用、和新能源汽车等。此外，核电重大专项、大型油气田和煤层气开发、大型先进压水堆及高温气冷堆核电站也颇受关注。

2)新材料领域：重点关注的对象包括微电子和光电子材料和器件、新型功能材料、高性能结构材料、纳米材料和器件。

3)信息通信领域：重点关注的对象包括传感网、物联网，集成电路、平板显示、软件和信息服务，核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品，新一代宽带无线移动通信网，极大规模集成电路制造装备和成套工艺等专项。

4)生命科学领域：关注的对象包括转基因育种、干细胞研究，生物医药、生物育种，转基因生物新品种培育、重大新药创新、重大传染病防治。

二、新能源分类与特征

全国科学技术名词审定委员会审定公布新能源定义为：在新技术基础上，系统地开发利用的可再生能源。如核能、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等。具体来说，包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。所以概括的说新能源的两个重要的特点就是新技术和可再生。

世界新能源的分类可以分为三类：传统生物质能，大中型水电和新可再生能源。其中新可再生能源具体包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能(潮汐能)。据ICTresearch研究分析表明，未来的新能源有：波能、可燃冰、煤层气、微生物、第四代核能源等能源。

三、新能源行业发展现状

国际能源署(IEA)对2000年～2030年国际电力的需求进行了研究，研究表明，来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为，在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快，年增长速度近6%，在2000～2030年间其总发电量将增加5倍，到2030年，它将提供世界总电力的4.4%。ICTresearch认为，IEA的研究过于保守，到2030年，可再生能源发电至少应占世界总电力的10%以上，要翻10～15倍。

1.中国新能源市场特征

中国风电资源主要是在东北、西北和内蒙古等地区，煤电资源主要在黑龙江、山西、内蒙古和甘肃西北等地。水电资源主要集中在西南地区，川渝云贵以及两湖两广地区。但是电力消费的中心却是在沿海地区，所以说我国能源的产生地区和电力消费中心是不匹配的，这对电网搭设和能源的利用都具有一定的考验。

2.中国新能源市场现状

1)光伏：市场短期的阴霾不掩长期灿烂，光伏辅料的国产化机会备受关注。光伏行业正在经历因产能扩张增速远大于需求增速而导致的供给过剩，全产业链面临价格下跌、利润水平下降的压力。ICTresearch认为短期内，从组件、电池片、硅片到多晶硅均面临利润被压缩的压力但长期看终端价格的下降有利于更早实现光伏平价上网，ICTresearch维持行业长期高景气的判断。

2)风电：行业整合加剧，行业龙头优势将愈加凸显，关注风机材料国产化的蓝海市场。短期供给过剩导致的全行业价格下行压力仍将持续。政策面对于风电制造业门槛的抬高和行业规范化治理的重视，将有利于风电行业走出无序竞争，提升行业集中度，未来行业将呈现强者恒强态势。

3)核电：安全风险巨大，等待政策明朗。由于日本核电事故造成的深远影响，各国相继出台政策计划逐步退役核电站国内政策并未改变目前的核电建设规划，但建设进度可能放缓，未来审批标准将愈见严格。

4)新型电池：新能源汽车和储能市场的量产启动可期，关注电池材料商的业绩释放。政策方面目前以示范运营先行，ICTresearch认为地方政府的扶持力度已经为新能源汽车运营提供了良好的政策环境充电/换电模式并行，为新能源汽车运营提供了必要的硬件设施。

四、细分产品详细分析

1.世界光伏市场发展历程

在能源紧缺、节能减排的格局下，太阳能的安全、无污染和资源无限等优良属性注定了太阳能必将成为人类的终极能源。光伏行业在政策扶持、成本下降、能源优势三大因素的引导下将长期高速发展。如图1所示。

2.中国与世界光伏市场规模现状

如图2、图3所示，中国2015年光伏装机量要达到10GW，这是因为中国政府对日本地震十分重视，重新检讨了能源结构，把新能源(PV)看做了重点。除了ICTresearch传统意义上要求光伏组件价格下降以便在有限的财政补贴内最大限度的推动光伏发展外，另外一个因素是电网建设。这主要是要解决长距离输送的问题，就是电网的建设(电网的覆盖范围要包含新疆、内蒙等)和输电成本的下降(主要包含超高压输电和直流输电等技术的突破)。随着今后国家输电网络的完善，给西北地区大规模光伏电站建设打下基础。但是，2011年多晶硅、硅片附加值、电池片附加值、组件附加值等各光伏产业链走势低位盘整。

3.光伏市场主要驱动因素及博弈方式

2011年8月1日，发改委网站正式发布非招标光伏项目实施统一上网电价。发改委将根据投资成本变化、技术进步情况等因素适时调整。如图4所示。

2011年8月12日，中国资源综合利用协会可再生能源专委会在京发布《中国光伏发电平价上网路线图》。《路线图》分析，按照以下假设：2009年光伏上网电价为1.5元/kWh，以后每年下降8%火电上网电价以后每年上涨6%。则到2014年，中国工商业用电价格首先超过光伏发电上网电价，率先实现“平价上网”。

4.光伏市场的细分产品现状

光伏逆变器是光伏系统核心功率调节组件，占整个并网光伏系统成本的10%～15%，具有较高的技术含量。目前全球逆变器市场主要被SMA所控制，市场份额高达40%以上KACO，FRONIUS，SIEMENS等第二梯队厂商占据了全球约30%的份额。目前，国内光伏逆变器生产企业处在成长阶段，发展潜力很大，但行业集中度高，进入难度大。

5.风电市场现状及分析

中国风电装机容量在经历了从2006至2009年连续4年翻倍成长后，2010年新增风电装机容量为1892万kW，再创历史新高，如图7所示。中国风能市场在未来几年行业增速将会下降，出现风机产能过剩严重的局面，风电采购电价补贴也将取消。ICTresearch预计从2012年开始，中国风电建设速度进入稳定增长期。

6.新型电池市场的细分产品现状

节能与新能源汽车示范推广工作开展两年多以来，示范推广已初具规模。截至目前，25个试点城市节能与新能源汽车总保有量超过1万辆，其中私人购买新能源汽车超过1千辆，建成充/换电站近100座，充电桩4500多个，示范运行总里程超过33000万公里。但节能与新能源汽车示范推广工作任务艰巨，还有较大的挑战，需要加强协作，共同推进。

2011年，国内锂离子电池的累计产量达到约22亿只，同比增长22%镍氢、镍镉等碱性二次电池的累计产量为约5.8亿只，同比增长20%，铅酸蓄电池累计产量为12000万千伏安时，同比增长9%。从单月的情况来看，锂离子电池产量增速从高位逐步回落镍氢、镍镉等碱性二次电池月产量增速触底反弹。铅酸电池的月产增速呈下降态势。

动力电池市场的放量仍需等待。对于市场最为关注的动力电池市场，ICTresearch认为前景不容质疑，但其放量启动的时点应该2013年左右。目前新能源汽车的发展正处在基础设施的完善、相关标准的确定和商业模式的确定等阶段，相关利益集团之间的博弈和定位的过程还都没结束。因此其真正启动拐点的到来仍需要一定的时间。对于空间同样广阔的储能市场，ICTresearch认为其发展时点应该在动力电池大规模应用之后，目前受制于高成本而难给行业带来实质影响。

五、行业整体策略建议

在面对这样一个潜力巨大的市场，新能源的产品厂商较多，种类较多，技术发展也比较快，所以竞争会比较激烈。因此，如何把握客户的需求，如何应对来自国际市场的金融压力，怎样去寻求更好的合作伙伴，怎样保持成本领先，技术领先，并具有环保优势等，这些问题都是我们应该深思熟虑的方面，解决这些问题，才能领跑新能源这个行业。

本专业为2011年新增专业。 能源化学工程属于一个全新的专业，之前只在化学工程与工艺这个专业里涵盖过一点，主要关注怎么利用能源、对大自然造成较少的伤害。 主要研究方向： 能源清洁转化 煤化工 环境催化 绿色合成 新能源利用与化学转化环境化工 专业培养目标 培养掌握化学和能源转化与利用的基本理论、基本知识和基本技能，培养具有良好科学素养、基础扎实、知识面宽，具有创新精神和国际视野的高级专门应用型人才，具备在煤炭行业、电力行业、石油石化行业、生物质转化利用行业从事低碳能源清洁化、可再生能源利用以及能源高效转化、化工用能评价等领域进行科学研究、生产设计和技术管理的能力。 专业核心课程 无机化学与分析化学、物理化学、有机化学、化工热力学、化工原理、化学反应工程、石油加工工程及实验、有机化工工艺、石油炼制工程概论、能源工程概论、合成燃料化学、可再生能源工程、化工用能评价、合成燃料化工设计、能源转化催化原理、合成燃料工程 毕业生适应范围和主要去向 本专业的培养目标中强调以“厚基础、宽专业、高素质”为特色，扎实的化学化工基础知识和能源化学工程专业知识使毕业学生能够适应涉及化学、化工、传统和新能源加工等领域的广泛需求。毕业生工作领域包括：煤化工行业、天然气化工行业、电厂化工综合利用行业、生物能源化工行业、固体废物综合处理行业、石油加工行业、石油化工行业、催化剂生产和研发行业。可以在这些行业从事设计、科学研究、技术管理等工作或者继续深造。

新能源专业即开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等在各个行业中的应用技术。

目前来看，新能源专业相关学生的毕业方向大致有以下三方面：

第一，工程学（engineering），比如开发新能源技术，这就要选择工程类院校，并且对新能源有一定侧重的；

第二，能源经济学（energy economics），从经济的角度分析各种新能源的可行性，经济类别的学校都可以选择，有没有能源侧重都无所谓，经济原理到哪都适用；

第三，能源政策（energy policy），主要从国家政策的角度研究环境保护政策，以及促进新能源开发政策等，这就要选择国家政策比较好的学校，并且有能源政策或环境政策侧重。

主要分为以下几类：

1. 汽车减排－电子系

传统的电力电子技术将获得很大的发展空间。从去年开始，电子系不太热门的Power方向的招生规模相应扩大。现在的发展方向是：一方面，通过提高电力转化效率减少排放量，另一方面电动力汽车将进一步发展，尤其是新能源汽车电机及控制器的设计、试验及制造，美国政府、中国政府、日本、西欧都投入了大量的资金。美国大学以弗吉尼亚理工大学、俄亥俄州立大学、中佛罗里达大学、威斯康辛麦迪逊大学实力最为雄厚，亚利桑那州立大学和东北大学等也拥有不俗的科研力量。

2. 低碳－化学、化工系

化工是一个特殊的行业，节能环保是化工企业的核心问题。目前，哥本哈根会议的召开，给碳减排的承诺是肯定的。化工行业与碳排放密切相关，是低碳经济的核心行业之一。例如：氟化技术的发展，降低燃油中的含碳量，是减少传统能源污染的非常有潜力的办法。

美国德州很多学校都有实力强劲的化工系，当地有很多的跨国大石油公司和化工公司，就业前景非常好。（比如综合排名不太高的德州理工大学，化工系实力不容小视）

3. 太阳能，风能等新能源---电子系、材料系、物理系

太阳能虽然已经在生活中投入使用，但因为太阳能电池转化效率低、价格昂贵，不能大规模的推广。因此，太阳能的进一步研究也获得了较多的研究经费。其中光电材料、电子光声伏打学为研究领域之一。以Tufts大学为例，电子系就在该领域引入了新的教授。太阳能专业的同学，工作形势不错，尤其是美国中西部太阳能丰富的地区。比如新墨西哥和亚利桑那州，都有很大的太阳能研究中心。风力发电方面，也是一个大的发展趋势。其中以北卡大学实力最为雄厚。德国和丹麦风力发电技术处在世界前列。

4.燃料电池－化学系、化工系、材料系、环境系

燃料电池显然是现在的研究热点。每年美国的物理协会年会、化学协会年会、材料协会年会上，到处可见燃料电池的研究进展。哥本哈根会议以后，必将加大这块领域的技术革新和产业化进程。

5.智能电网－电子系（电力、通讯、控制技术、系统工程）、计算机系。

奥巴马上任后提出了新的能源计划，将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。

6. 微生物燃料电池（microbial fuel cell）－生物系

从生物/微生物中提取电能在20世纪初就被发现，直到20世纪70年代陆续有研究文章发表。因为能源危机的问题，现在MFC的研究表现的越来越热。在这方面做的比较好的是比利时的一个研究组，他们的电池功率目前是最高的。宾夕法尼亚州立大学的Bruce Logan以及麻省大学阿姆赫斯特分校的Dr Lovley是最为著名的。除此以外，密歇根州立大、亚利桑那州立大学、马里兰大学等也有相关的研究中心。

7.传统石油工业：

短期看，靠新能源的发展并不能满足经济发展的需要，所以传统石油工业将继续保持原有实力。今后的发展重心是高效开采和利用的新方法。通过改进工艺，提高原油、成品油的质量，为社会提供清洁的石油产品，并降低成品油使用过程中二氧化碳的排放量。

实力雄厚的美国大学有德克萨斯大学奥斯汀分校、斯坦福大学、德州A&M大学、塔尔萨大学、科罗拉多矿业大学宾州州立大学、俄克拉荷马大学、路易斯安那州立大学、南加州大学、德州理工大学。尤其是德州的各个大学，拥有地理资源优势，几乎全部石油工业上有企业在德州都有工厂。就业前景非常好。加拿大的阿尔贝托大学实力也很雄厚。

新能源相关专业录取没有特殊要求，能源专业只是作为相关传统专业的延伸，因此录取要求也和传统专业基本一致。

车辆工程、工业设计(汽车车身、车身结构) 、热能与动力工程（汽车发动机）、热能与动力工程（热能）

车辆工程

专业简介培养从事车辆设计、制造、实验研究以及经营管理等工作的复合型高级专门人才。专业内容包括整车和总成的现代设计理论及方法；整车和总成的性能评价方法；车辆的性能实验技术及制造工艺知识，汽车电子技术等。本专业具有硕士学位、工程硕士专业学位、博士学位授予权点和博士后流动站，是本专业的国家级重点学科并拥有本行业唯一的工程院院士（郭孔辉院士），具有国家级重点实验室（汽车动态模拟实验室），在国内汽车行业中有着重要的地位。

主干课程 本专业学生应在学习外语、计算机、数学和力学等课程的基础之上，完成汽车构造、汽车理论、汽车设计、汽车试验学等专业课的学习。

就业方向毕业生可在有关公司企业、研究设计院所、高等院校和管理部门从事车辆方面的研究与设计、产品开发、制造、实验、教学、管理、营销等工作。

工业设计(汽车车身、车身结构)

专业简介 培养从事汽车车身造型设计、车身结构设计、制造、实验研究以及工业品造型和理论研究等工作的复合型人才。专业内容包括汽车车身结构设计与分析、汽车车身造型技术、产品设计艺术、计算机辅助造型、人体工程学理论及应用、空气动力学应用。车身工程系（工业设计专业）在汽车车身工程领域具有30余年的发展历程，现有硕士点3个，博士点1个，是国内最早的培养汽车车身工程领域技术人才的单位。本专业逐渐形成了以车身工程设计为主，并与艺术设计相结合的专业特色。

主干课程汽车造型设计、车身设计、车身制造工艺、车身构造、人体工程学、汽车空气动力学、车身CAD、车身实验学、汽车模型制作、工业设计概论等。

就业方向学生毕业后兼具工程与艺术方面的基础知识，具有汽车车身结构设计与造型能力，可在有关企业、公司、科技单位、国家机关和高等院校从事设计、制造、管理、营销、科技和教学等工作。

热能与动力工程（汽车发动机）

专业简介 培养汽车发动机领域内从事设计、制造、科研和管理等工作的高级专门人才。专业内容包括汽车发动机的设计、工作过程优化、公害控制、电控技术及新能源开发与利用等。本专业在车用发动机教学和研究方面实力雄厚，居国内领先水平。 现有动力机械及工程和工程热物理2个硕士点、动力机械及工程专业博士点1个，博士后流动站1个，省级重点学科1个，省重点实验室1个。 本专业属于能源动力类，是国家重点发展领域之一，发展前景广阔。

主干课程本专业学生应在学好外语、计算机、数学、力学、热力学等课程的基础上，完成内燃机构造、内燃机原理、内燃机设计、热力测试技术、发动机排放控制、电控技术及汽车工程概论等课程的学习。

就业方向毕业生可在相关公司、企业以及有关的研究设计院所、高等院校和管理部门从事内燃机方面的研究与设计、教学、产品开发、制造、试验、管理工作。

热能与动力工程（热能）

专业简介 培养在热能工程领域内从事设计制造、运行管理、科研和管理等工作的高级工程技术人才。专业内容包括热力发电厂、锅炉原理与设计、换热设备、制冷与空调、新能源开发与利用、供热工程。专业基础课包括工程热力学、传热学、流体力学和燃烧学，有较完善的实验和研究设备，在国内有较大的影响。 现有热能工程和工程热物理2个硕士点、热能工程为省级重点学科。本专业属能源动力类，是国家重点发展领域之一，发展前景广阔。

主干课程 工程热力学、传热学、流体力学、燃烧学、热力发电工程、换热器原理与设计、锅炉原理与设计、制冷原理及技术、汽车空调、热工测试技术、可再生能源及其应用、能源科学导论。

就业方向 毕业生可在大型企业、相关公司以及相关的研究所、设计院、高等院校和管理部门从事热能工程方面的研究与设计、产品开发、制造、试验、管理、教学等工作。