新能源专业前景如何

一、太阳能发电1．太阳光伏发电太阳光伏发电是一种利用固体(半导体)的光生伏打效应，把光能直接变为电能的发电方式。太阳光伏发电系统由太阳电池板、蓄电池和控制器三部分组成。随着太阳能电池成本的不断降低(到2020年，预测造价约为每千瓦4000美元)，太阳光伏发电将呈现出良好的发展前景。2．太阳能-蒸汽循环发电该发电系统由集热器、蓄热器和汽轮发电机组所组成。太阳辐射能被定日镜反射后被集热器(锅炉)所吸收。集热器中传热介质(水或有机介质、金属钠)吸热而汽化，蒸汽进入汽轮机组作功发电并将电能输入电网。为保证电站工作稳定，还需设有蓄热器，以供阴云蔽日或阳光不足的傍晚使用。目前这类太阳能热动力发电系统的总效率可达15%-20%，最高工作温度500℃(水，有机介质)或1000℃(液态钠)。二、燃料电池和微型燃气轮机复合系统燃气轮机作为能源利用的前置级，其排气用来加热进入燃料电池的空气和燃料。燃料电池是固体氧化物，工作温度700-1000℃，用天然气或甲烷作燃料。该燃料电池和微型燃气轮机复合供电系统具有下列优点：可以在无电力供应的地区使用；系统可保持自稳定运行；启动方便、快捷；SO2 和NO2 的排放量很少，是一种很有发展前景的分布式能源系统。三、地热发电地热发电是高温地热利用最重要的方式。根据地热流体的热量参数和性状，可以有两种不同的发电形式。1．蒸汽型地热发电站蒸汽型地热发电站是把高温地热蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电。在引入之前，先要把地热蒸汽中的水滴、砂粒与岩屑分离和清除干净。近年来，另一类也是未来地热能的主体——干热岩发电正在试验之中。在这类地热电站中，人为地将水灌入地下深层的高温热岩层中加热蒸发，再将产生的蒸汽引向地面的蒸汽轮机组。由于深层地热开采的技术难度很大，这种发电方式近期内还无法进入实用阶段，但前景很好。2．热水型地热发电热水型地热发电是当前地热发电的主要方式。目前已采用的循环有两种，它们是：高压热水从地热井中抽至地面闪蒸锅炉内，由于压力突然降低，热水会发生沸腾，闪蒸出蒸汽。蒸汽进入汽轮发电机组作功发电。闪蒸后剩下的热水以及汽轮机中的凝结水可以供给其他热用户利用。利用后的热水再回灌到地层内。这种系统适合于地热水质较好且不凝气体含量较少的地热资源。(2)双循环地热发电系统地热水经换热器(锅炉)，加热低沸点的工作介质(如氟里昂)，使之产生蒸汽，蒸汽进入汽轮发电机组作功发电，凝结水再回到换热器循环使用。经过换热器的地热水再回流到地层。这种系统适合于含盐量大，腐蚀性强和不凝气体含量较高的地热资源。我国的地热资源主要集中在西藏、云南、福建等省。四、生物质能生物质是指由植物光合作用而产生的有机物质。光合作用将太阳能转换为化学能而存储于生物质中。所以生物质能实际上是物质所具有的化学能。据测算，地球上每年由光合作用而生成的生物质能达到3×1021 J，它在分布式能源中占有重要的份额。生物质能的利用与转换，除了效率较低的直接燃烧提供热能以外，主要是通过生物转换(微生物发酵)和化学转换(热解与气化)将生物质变成液体燃料(甲醇、乙醇)、气体燃料(甲烷)或固体燃料(焦炭)。醇类液体燃料和甲烷气既可以作为发电厂的燃料，又可以作为燃料电池的燃料，从而实现生物质能的动力利用。由于生物质能量多面广且各地都存在，所以生物质能的开发利用对分布式能源系统的发展有重大意义。五、风力发电风是太阳辐射引起的大气对流运动。地球上可利用的风能为2×107 MW，特别是在临海地区和内陆山口地区，风力资源十分集中。发电是风能利用的主要形式。风力发电机既可单独供电，也可与其他发电方式(如柴油机发电、微型燃气轮机等)复合，向一个单位或一个地区供电，或者将电力并入常规电网运行。我国西部地区风力资源丰富，例如新疆达坂城已建成我国最大的风力发电站，装机容量为3300kW，是地区性分布式能源系统的重要组成之一，将在我国西部大开发中发挥重要作用。总的说来，以可再生能源为主体且灵活多样化的分布式能源系统是本世纪正在大力发展的能源优化供应模式。各种新的分布式能源系统正在不断地推出，且随着科学技术的进步和高性能新材料的研制，分布式能源在社会能源结构中将占有愈来愈大的比重，将对社会发展产生举足轻重的影响。

分类

太阳能、地热能、风能、海洋能等

特点

环保、可供永续利用

定义

1980年（庚申年）联合国召开的“联合国新

能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能（原子能）

新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能 等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。

在中国可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。

一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指太阳能、风能、地热能、氢能等。

按类别可分为：太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、海洋能、小水电、化工能（如醚基燃料）、核能等。

概况

据分析，2001年以来我国能源消费结构并没有发生显著的改变。石化能源，特别是煤炭消费在一次能源消费中一直居于主导地位，所占的比重分别达到九成和六成以上。

对于新能源行业而言，认为这为其提供了福音。综合观察中国的股市行业，也正说明了这一点，中国绿色能源类股票价格飞扬，更多的闲散资金纷纷投入新能源以及环保行业。同时，中国将超过欧洲，成为世界最大的可替代能源增长市场。在此背景下，新能源行业应该抓住这次契机，积极发展风电、太阳能等，提高新能源的比重。

据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500～1000亿度。但因其分布很分散，能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤，一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，理论储量十分可观。限于技术水平，现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟，故只占世界所需总能量的很小部分，今后有很大发展前途。

特点

1)资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；比如，陆上估计可开发利用的风力资源为253GW, 而截止2003年只有0.57GW被开发利用，预计到2010年可以利用的达到4GW, 到2020年到20GW，而太阳能光伏并网和离网应用量预计到2020年可以从的0.03GW增加1至2个GW。

2)能量密度低，开发利用需要较大空间；

3)不含碳或含碳量很少，对环境影响小；

4)分布广，有利于小规模分散利用；

5)间断式供应，波动性大，对持续供能不利；

6)除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。利用太阳能的方法主要有：太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，太阳能更没有能源短缺这一说法，其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。

太阳能光伏

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

国内主要太阳能电池制造商正遭遇少有的“阴雨天”。 由于95%以上的产能出口，且过于倚重欧洲市场，国内太阳能电池企业近几个月来连续受到多个利空因素干扰：欧洲债务危机、欧元急跌、欧洲削减太阳能补贴等。 这一连串不利因素表明国内太阳能电池制造商既有近忧，还有远虑。不过，善于应变的国内企业正在试图从成本和需求两端控制经营风险。2009年，国内太阳能电池产能约为240万千瓦，但国内太阳能发电装机容量仅为12万千瓦，95%的产能出口，其中欧洲是最重要的市场。 过去数年，欧洲一直是世界太阳能光伏发电的重心。2009年，德国、西班牙、意大利和捷克的新增装机容量超过420万千瓦，占全球60%上。 从年初开始，希腊、西班牙等欧元区国家爆发债务危机，欧元汇率急转直下，欧元兑美元汇率下跌超过12%，国内太阳能电池厂商损失严重。

太阳能光热

现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和

槽式太阳能光热

电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

太阳光合能

植物利用太阳光进行光合作用，合成有机物。因此，可以人为模拟植物光合作用，大量合成人类需要的有机物，提高太阳能利用效率。

核能

简介

核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式：

核电站

A.核裂变能

所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、钚-239等）的裂变释放出的能量

B.核聚变能

由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。

C.核衰变

核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用

核能的缺陷

（1）资源利用率低

（2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决

（3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进

（4）核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制

（5）核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大

海洋能

简单介绍

海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。

海洋能

这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。

海洋能特点

1.海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。

2.海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。

3.海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。

4.海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。

波浪发电

据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。中国在也对波浪发电进行研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。将来的世界，每一个海洋里都会有属于我们中国的波能发电厂。波能将会为中国的电业作出很大贡献。

潮汐发电

据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力24万千瓦，已经工作了30多年。中国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。

风能

简单介绍

风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机应用广泛，为风力发电的主流机型。

风力发电

是当代人利用风能最常见的形式，自19世纪末，丹麦研制成风力发电机以来，人们认识到石油等能源会枯竭，才重视风能的发展，利用风来做其它的事情。

1977年，联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。该风车高150米，每个浆叶长40米，重18吨，用玻璃钢制成。

截止2009年底，全球累计装机容量已经达到了1.59亿千瓦，2009年全年新增装机容量超过3千万千瓦，涨幅31.9%。从累计装机容量看，美国已累计装机3516万千瓦，稳居榜首；中国为2610万千瓦，位列全球第二。

生物质能

简单介绍

生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但利用率不到3%。

修建沼气池

生物质能(又名生物能源)是利用有机物质(例如植物等)作为燃料，通过气体收集、气化(化固体为气体)、燃烧和消化作用(只限湿润废物)等技术产生能源。只要适当地执行，生物质能也是一种宝贵的可再生能源，但要看生物质能燃料是如何产生出来。

全球范围正在炒作用玉米、小麦、食糖等粮食来制造汽油等能源来满足日益增长的需求，以及过高成本带来的过高价格。当前主要是以甜高粱、木薯等为原料。

为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源，是国民经济的重要物质基础。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。

利用现状

2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。

中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。

美国科学家已发明在多种环境下可自动收集微生物、蛋白质等能量物质进行工作。可自动收集动物死尸或活体进行转化，如老鼠，等小型生物的活体或尸体。出于安全考虑，已限制研究生产，奇能量物质的强大包容性可能在未来的发展中造成对人类生命的巨大威胁。

地热能

地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。

地热能

放射性热能是地球主要热源。中国地热资源丰富，分布广泛，已有5500处地热点，地热田45个，地热资源总量约320万兆瓦。

氢能

氢能的优点：

安全环保：氢气分子量为2, 仅为空气的1/14, 因此，氢气泄漏于空气中会自动逃离地面，不会形成聚集。而其他燃油燃气均会聚集地面而构成易燃易爆危险。氢气无味无毒，不会造成人体中毒，燃烧产物仅为水，不污染环境。

高温高能：1kg氢气的热值为34000Kcal, 是汽油的三倍。氢氧焰温度高达2800度，高于常规液气。

热能集中：氢氧焰火焰挺直，热损失小，利用效率高。

自动再生：氢能来源于水，燃烧后又还原成水。

催化特性： 氢气是活性气体催化剂，可以与空气混合方式加入催化燃烧所有固体，液体、气体燃料。加速反应过程，促进完全燃烧，达到提高焰温、节能减排之功效。

还原特性：各种原料加氢精炼。

变温特性：可根据加热物体的熔点实现焰温的调节。

来源广泛：氢气可由水电解制取，水取之不尽，而且每kg水可制备1860升氢氧燃气。

即产即用：利用先进的自动控制技术，由氢氧机按照用户设定的按需供气，不贮存气体。

应用范围广：适合于一切需要燃气的地方。

氢能的缺点：

（1）制取成本高，需要大量的电力；

（2）生产、存储难：氢气密度小，很难液化，高压存储不安全。

海洋渗透能

如果有两种盐溶液，一种溶液中盐的浓度高，一种溶液的浓度低，那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后，会产生渗透压，水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。江河里流动的是淡水，而海洋中存在的是咸水，两者也存在一定的浓度差。在江河的入海口，淡水的水压比海水的水压高，如果在入海口放置一个涡轮发电机，淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。

海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源，它既不产生垃圾，也没有二氧化碳的排放，更不依赖天气的状况，可以说是取之不尽，用之不竭。而在盐分浓度更大的水域里，渗透发电厂的发电效能会更好，比如地中海、死海、中国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖。当然发电厂附近必须有淡水的供给。据挪威能源集团的负责人巴德·米克尔森估计，利用海洋渗透能发电，全球范围内年度发电量可以达到16000亿度。

水能

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括

三峡大坝卫星图

河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。可以利用电解水分子和光以及化学分解水分子的方式，来分解到可燃烧的氢气，它可作为新的，多用途的能源来替代现有的矿物质能源。水分子的分解过程简而易行，投资少见效快。这给水能的综合利用带来了广泛的前景，在地球上，水是一种到处可见的液态物质。通过水的分解装置，制备出氢燃料，可用于汽车，航天航空，热力发电等工业和民用方面，在较大的程度上，缓解了人类对矿物质资源的过分依赖。

现状未来

部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模。生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。

国际能源署（IEA）对2000～2030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%，其中生物质能将占其中的80%，详见前瞻《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告 》。

可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低，一方面是与不同国家的重视程度与政策有关，另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关，尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据IEA的预测研究，在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降，从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关，因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。

中国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划，

中华人民共和国可再生能源法

并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。在国家的大力扶持下，中国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。新能源（或称可再生能源更贴切）主要有：太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后，国内外许多专家都表示这热能种能源方式不能大力发展，它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源，更将会导致社会不健康发展；地热能的开发和空调的使用具有同样特性，如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏，必将引起再一次生态环境变化；而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源，他们必将成为今后替代能源主流。

2008年，为加快我国风电装备制造业技术进步，促进风电产业发展，中央财政安排专项资金支持风力发电设备产业化。2009年，“太阳能屋顶计划”实施，中央财政安排专门资金对光电建筑应用示范工程予以补助，弥补光电应用的初始投入。同年，《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》印发，该工程综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展，以促进光伏发电技术进步。

在税收方面，2008年9月，财政部、国家税务总局出台《关于执行资源综合利用企业所得税优惠目录有关问题的通知》，指出企业自2008年1月1日起以《资源综合利用企业所得税优惠目录》中所列资源为主要原材料，生产《目录》内符合国家或行业相关标准的产品取得的收入，在计算应纳税所得额时，减按90%计入当年收入总额。同年12月，《关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》出台，规定对利用风力生产的电力实现的增值税实行即征即退50%的政策。对销售自产的综合利用生物柴油，实行增值税先征后退政策。

最新市场现状

2015年3月16日，国家发改委、财政部、科技部等23个部委召开了针对战略性新兴产业发展的部际联席会议。节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装备制造产业、新能源产业、新材料产业、新能源汽车产业等七大产业已成为我国重点培育的战略新兴产业。

据会议信息，2014年在新兴产业领域的18个重点行业中，规模以上企业主营业务收入达15.9万亿元，实现利润总额近1.2万亿元，同比分别增长13.5%和17.6%。2013年同期，规模以上工业企业主营业务收入仅增长3.3%，利润额增长1.6%，明显低于新兴产业。

在全社会规模以上工业企业中，战略性新兴产业利润总额占比接近19%，主营业务收入占比接近15%。《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》提出，到2020年，战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重力争达到15%左右。[1]

国际合作

中英核能合作

英国核能发展居世界领军水平，是核能企业寻求商务与技术合作的理想伙伴。英国的核能产业拥有巨大的消费市场，其发展也获得了政府机构和政策上的大力支持；与此同时，英国核能产业还拥有世界领先的技术经验以及人才基地；不仅如此，英国核能成套的产业链及完备的配套服务体系也为行业发展创造了稳定健康的环境。

在英国2008年通过的《气候变化法案》中，规定了能源发展的长期目标：到2050年，英国的温室气体排放量需在1990年的基础上减少80%。为了实现这一目标，英国正在进行一场巨大的能源重组计划，即：将传统发电厂退役，同时启动包括核能在内的新能源发电项目。英国能源研究合作组织(ERP)、国家核实验室(NNL)、英国工程与自然研究理事会(EPSRC)、核退役管理局(NDA)和能源技术研究所(ETI)组成的项目联盟发布了《英国核裂变能技术路线图：初步报告》。报告指出，英国必须制定一项明确具体的核能产业中长期发展战略和路线图，同时假设：英国若要在2050年之前拥有安全、低碳的能源结构，核电必将发挥更大作用。

伦敦时间2013年10月21日，英国政府正式批准了中国广核集团与中国核工业集团公司参与投资当地新核电站的计划，这标志着中国核电企业终于如愿登陆西方发达国家。此前，中英两国政府在10月15日北京举行的第五次中英经济财金对话(EFD)之后签署了《关于加强民用核能领域合作的谅解备忘录》。英国财政部商业大臣戴顿勋爵(LordDeighton)作为英方代表参与了此备忘录的签订，这为英国政府正式批准中国核电企业参与欣克利C角的建设作了铺垫。

英国是民用核电历史最悠久的国家，中国则是民用核电发展最快的国家。这项合作会同时使中英双方受益。中国拥有全球最大的核电装备制造能力，同时拥有全球最为充沛的资金，这也正是中国核电企业走向海外的一大动力。

中俄能源合作

俄罗斯是世界主要能源资源富集国，天然气储量和出口量、石油产量和出口量及煤、铀、铁、铝等资源储量均居世界前列。作为中国最大邻国，俄罗斯与我国的政治关系成熟牢固，将我国视为主要合作伙伴，对华能源合作既有意愿也有能力，还有天然地缘优势和互补特点，是我国维护能源安全和可持续发展可借重的合作伙伴。

随着中俄关系的快速发展，两国能源合作规模逐渐从小到大，从单纯贸易到涉及油、气、核、煤、电、新能源等各领域的全面合作。中俄原油管道2011年1月建成投产，俄每年对华输油1500万吨。中俄双方正在商谈通过管道增供原油项目。未来20年，这条能源动脉将累计对华输油达数亿吨。俄实现了石油出口多元化，我国有了稳定的陆路石油供应。除管道供油外，两国石油上游开发、下游炼化领域合作逐步推进。中俄合作建设的田湾核电站项目安全高效运营。两国煤炭、电力贸易大幅增长，2012年我国自俄进口煤炭2000万吨，进口电力26亿千瓦时。未来这两个数字还会日益增大。

中法核能合作

2013年4月25日，中广核集团与法国阿海珐集团以及法国电力集团签署了长期合作联合声明，三家公司共同签署的一系列文件中规定，他们将联合研制先进反应堆，促进世界核电工业整体安全水平的提升。这是30年来中法开展的第三次重大核电技术合作。中法有30年的核电合作基础。自上世纪80年代初起，法国电力公司就参与到中国大亚湾核电项目的建设和运营中，在30年后的此次合作中，玛氏路强调，法国电力公司是世界最大的核电运营商，中广核集团是世界最大核电发展计划的拥有者，两者有必要加强核电交流与合作，互利双赢。

截至2013年4月，中广核在运核电机组数量为7台，总装机容量721万千瓦，占中国大陆在运核电总装机容量的53%；在建机组15台，总装机容量1775万千瓦，占中国大陆在建核电总装机容量的56%。[2]

发展前景

中国未来新能源发展的战略可分为三个发展阶段：第一阶段到2010年，实现部分新能源技术的商业化。第二阶段到2020年，大批新能源技术达到商业化水平，新能源占一次能源总量的18%以上。第三阶段是全面实现新能源的商业化，大规模替代化石能源，到2050年在能源消费总量中达到30%以上。

新能源作为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一，将为新能源大规模开发利用提供坚实的技术支撑和产业基础。[3]

1、风能无论是总装机容量还是新增装机容量，全球都保持着较快的发展速度，风能将迎来发展高峰。风电上网电价高于火电，期待价格理顺促进发展。

2、生物质能有望在农业资源丰富的热带和亚热带普及，主要问题是降低制造成本，生物乙醇、生物柴油以及二甲醚燃料应用值得期待。

3、太阳能随着中国国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来中国国内光伏容量将大幅增加。

4、汽车新能源环境污染、能源紧张与汽车行业的发展紧密相联，国家大力推广混合动力汽车，汽车新能源战略开始进入加速实施阶段，开源节流齐头并进。

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。

【关键词】 新工科 新能源 传热学 教学模式

引言：

能源安全是关系国家经济社会发展的全局性问题，能源战略的成败，关乎国家民族命运。随着全球能源格局由传统化石能源向清洁高效能源的深刻转变，我国能源结构也正经历着前所未有的深层次变革，新能源在能源供给侧占有越来越重要的战略地位。新能源技术的加快建设将成为我国构建更加清洁低碳、安全高效的现代能源产业体系、实现“双碳”目标的重要基础。

数字技术为实现碳中和的目标开辟了新路径，它能够融合能源与环境实现创新，解决资源紧缺与需求不匹配的矛盾。数字通讯技术发展迅猛，能源系统的互联与优化依赖于人工智能、大数据等技术的创新。能源行业的数字化监控可以提高能源利用效率，转变能源消费理念，协调供给侧和需求侧。新兴数字技术的普及能够助力清洁能源利用，带动全球能源格局革命性、颠覆性调整。因此，加快建立与发展新能源科学与工程专业及学科，加快培养急需紧缺人才，破解新能源技术的共性和瓶颈技术难题，是推动我国能源产业高质量发展的迫切需要和战略选择。传热学作为新能源发展的基础学科，在能源生产消费、开放共享、灵活交易、协同发展等方面起到促进作用。

一、新能源专业人才培养

新能源科学与工程专业是一个多学科高度交叉融合的新兴专业，人才培养具有一定的挑战性，其课程体系必须充分考虑以学科交叉为指导思想。结合我国新工科建设和国际工程教育发展趋势，形成了一套完整的新能源科学与工程本科专业的培养模式。它具有多样化的应用背景、多维度的知识体系、多层次的专业构架等特征，涉及化学、物理学、动力工程、材料科学与工程、电气工程及其自动化、机械工程等众多学科。在多学科交叉融合的基础上，目前形成了自然科学基础课程群、工程基础课程群、专业基础课程群、风光能源课程群、其他新能源与储能课程群、能源互联网课程群、前沿讲座课程群、实践环节课程群、素质拓展及个性化培养课程群等九大课程群，后续我们将努力加强完善产教融合支撑体系，进一步优化课程群体系，使之更完备、更科学、更加适应能源战略的需要。

通过课程体系引领新能源专业人才培养，使学生具备整合思维、工程推理和解决复杂工程问题的能力，适应社会经济发展需要，掌握新能源及可再生能源转换与应用的理论和知识，受到能源动力工程师的训练，具备较强的实践和创新能力，在风光互补等新能源领域从事设备制造与组装、发电系统运行监控、设备维护及技术管理等工作的应用型人才。千秋基业，人才为先。通过对新能源科学与工程专业需要掌握的基础知识、理论、方法进行科学的规划设计，汇聚学术声望高、专业理论水平扎实、实践教学经验丰富的精英师资队伍，努力培养新能源领域具有全球化视野的复合型人才。

从实践中来，到实践中去。新能源科学与工程这个新兴专业顺应能源革命的实践而生，也将在实践中不断丰富和发展，相应的人才培养模式也应该是开放式的、启发式的，需要在实践中不断发展和完善。科学思维的培养，创新火花的点燃，尤胜于具体知识点的传授。让学生发自内心地热爱新能源，是我们的初心和使命。

二、新能源专业传热学教学现状

宇宙中一切物质，无论是人、树木等生物体，还是尘土、冰川等非生物体，都具有一定的热能。物质具有热能多少的宏观表现就是其温度的高低。传热学研究在温差作用下热量传递规律及其应用，重点研究不同状态下传热模式和热量传递速率。[1]在能源动力、建筑环境、材料冶金、石油化工、机械制造、航空航天等工业中传热学发挥着重要作用生物医学、电气电子、食品加工、轻工纺织、农业生产等领域也都涉及传热研究。

传热学主要研究两类问题：一是为了确定物体内部或空间区域中的温度分布，控制温度保证运行稳定，例如太阳能热发电系统的温度控制二是为了确定传热过程中热量传递的速率，以及强化或削弱传热的技术途径，例如生物质气化炉的强化传热。学习传热学能使学生初步了解传热学在常规能源与新能源典型工程技术领域的应用，正确理解热传导、热对流、热辐射三种热量传递方式，采用能量守恒法分析传热问题，为以后专业课程的学习打下基础。

结合新能源专业培养目标，目前传热学教学痛点如下：第一，照搬或微调能动、建环等能源类专业的传热学教学大纲，甚至与不同专业的学生合班上课，教师讲授内容毫无变化，没有起到新能源专业基础课该有的作用第二，由于新能源专业开设时间短，大多数传热学授课教师由其他专业教师代替，上课时较少融入新能源专业知识，没有搭建专业课学习的桥梁第三，借鉴其他专业培养目标设置教学内容、学时和学分，缺乏经验指导，创新性不足，教学进程不合理。

三、新工科背景下新能源专业传热学教学的要求

“四新”建设是建设高等教育“质量中国”的战略一招、关键一招、创新一招，是高等教育人才培养的“中国方案”，是高等教育高质量发展的战略布局。新工科以“新的工科专业、工科的新要求”为内涵，注重深度交叉融合再出新，培养工科类专业紧缺人才。系统地开展以新能源专业为代表的新工科研究和实践，对于未来新能源产业和智慧能源经济需要的新工科人才培养具有重要意义。[2]

传热学课程需要新能源专业学生获得热量传递规律的基础知识，具备分析新能源工程中传热问题的基本能力，掌握计算新能源工程中传热问题的基本方法，具备解决热能产生、传递、转换、储存与利用中传热问题的能力，能够建立物理模型，提炼数学模型并进行数值计算。

传热学课程应以“四有”典型案例为载体。有人：教师自身为人师表和专业过硬有料：工程实例复杂多样与时代接轨有情：师生配合默契及分析过程有趣有果：研究结果有用且解决问题有效。

传热学课程应以“四求”教学理念为目标。求真：引导学生追求真理和客观公正求新：激发学生创新意识和善于探究求深：鼓励学生深层思考和举一反三求用：培养学生学以致用和实践能力。

传热学课程应以“三教育”为思政元素。科学精神教育：追求真理、批判质疑、探究创新工程伦理教育：行为规范、公正客观、责任担当实践能力教育：动手能力、团队协作、人际交往。

四、新能源专业传热学线上线下混合教学模式

以应用型本科院校人才培养计划为主体，以用人单位对应用型人才的需求为核心，以传热学在新能源领域中的广泛应用为目标，建立全周期学习支持、讨论互动与信息反馈的“三阶+三化+一中心”线上线下混合教学模式。

（一）三阶

学习追求由浅入深，由易到难。将不同维度的三个阶段融入新能源专业传热学教学。兴趣唤醒，激发求知欲，构建知识体系，提升能力，养成学习思维，实现阶梯式进步。

初阶，重在兴趣唤醒与知识体系构建。课前，通过线上资源展示一些生活中的传热现象以及工程实际中的例子引导学生预习，带动学生自主探索其中隐藏的传热学知识课中，利用数字化资源展示传热学相关资料及视频，让传热学学习生动化、形象化课后，线上布置一些延伸性、发散性的思考题，深化传热学习，完善思维体系。

中阶，强调自主学习与同伴互助交流。课中，通过线下分组讨论、互问互答、多媒体实例研讨等形式丰富传热学习过程，让每一个学生参与进来。采用同伴学习与互评、课堂互动任务点达成、思维导图绘制等形式进行评价。实施“翻转课堂”，以“学生分享为主，教师总结为辅”的教学模式，培养应用型“一材多用”的综合性人才。

高阶，实现技能实操与团队协作，进行思维延展。学生通过线下传热学课程设计和团队协作展示的形式完成创新实验与实践协作，再通过线上的方式提交文献检索与综述、任务核查与反思。[3]教师将传热学与新能源利用建立起纽带，为学生专业课的深度学习打好根基，如图1所示。

（二）三化

1. 互动参与化

课前：问题导向，教师针对传热知识点设置线上问题，要求学生带着问题进行学习，找出答案回到线下课堂讨论，鼓励学生提问，并完成线上前测。

课中：实例分析，唤醒兴趣，构建知识体系线下生讲生评，创造互辩学习环境，促进深度学习团队展示，培养学生协作、实践能力。

课后：发布线上后测、章节测试、作业与讨论，通过互评完成同伴学习课后作业注重巩固反思，并回溯学习过程提升学生的推理能力、互助学习能力和创新思维能力。

2.课程思政化

挖掘传热学与新能源联系中的思政元素。例如：将热能融合于新能源利用，培养可持续发展思想和节能意识利用传热学理论知识解释生产生活中的传热现象正确对待和处理实验数据，保证学术诚信对余热废热的处理，要考虑环境、生态、安全等因素。

3.评价多元化

目前各高校传热学课程的考核方式多为期末考试占总成绩的70%-80%，实验、出勤、作业等占总成绩的20%-30%，这不利于全能型人才的培养。应用型人才有别于研究型人才，注重的是会应用，淡化理论性的推演过程，针对这样的人才需求，应打破传统的成绩考核方式，全方位多角度评价，[4]建立如图2的多元化评价机制。

（三）一中心

教育的主体是学生，新工科背景下新能源专业传热学教学模式应以学生为中心。

五、结束语

通过分析新能源专业传热学教学现状，深挖教学改革痛点。结合“四新”建设对高等教育的要求，对新能源专业传热学课程教学模式进行探索，形成了“三阶+三化+一中心”线上线下混合教学模式，符合当前疫情常态化的大背景。无论是理论教学还是实践教学，如何将新能源利用与传热学课程有机融合，是新时代高校师生需要深入探索和研究的重点