3月28日下午,上海环境能源交易所零碳研究中心(深圳)(以下简称“上海环交所”)研究员于碧涌博士在“2024能源环境服务产业年度峰会”的绿色低碳人才培养分论坛上,发表了题为“高校‘双碳’学科群及实训基地建设探索”的主题演讲。
以下是于碧涌主题演讲实录:
“3060”战略目标提出后,国家、地方和行业的“双碳”相关政策、规范及标准密集发布。2022年,教育部发布“关于印发《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》的通知”,对“双碳”人才培养的工作原则、重点任务都提出了具体的要求,特别提到了要全面规划、通专结合;加快紧缺人才培养;深化产教融合协同育人;加强高水平教师队伍建设;加大教学资源建设力度等。
当前,“双碳”人才十分紧缺,培养工作极为紧迫。如果今年开始正式全面启动相关人才培养工作,明年(2025年)建成专业,后年(2026年)招生,再经过4年本科阶段学习,毕业时已经是2030年,也就是碳达峰目标要实现的那年了。可见“双碳”人才培养工作不但迫在眉睫,而且要求学生出了校门必须能够马上上手工作,不能只学了一大堆理论,到工作岗位后再去实践积累经验,这样就来不及了。
“双碳”领域涉及人类所有活动的全部环节,实现碳达峰、碳中和,是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,由气候-生态系统、能源结构、产业结构、科技发展和社会经济等多要素互动构成复杂网络关系,“双碳”目标需放到全社会生态系统中来实现。“双碳”问题的复杂性导致“双碳”领域涵盖各行各业的知识,知识体系复杂。“双碳”学科涉及的领域非常广泛,对人才素养的要求极为全面,需要融合运用大量知识,主要有:各国和各国际组织的碳政策,碳的循环体系、宏观碳足迹,碳核算、碳核查方法和技术规程,各行业主要工艺流程、减碳技术和工程,我国碳排放权交易体系及国际接轨,碳金融(包括国际碳金融),各级碳管理体系建设,其他辅助知识,如:互联网、大数据分析、人工智能、数字经济等。
目前“双碳”人才培养主要面临三个问题。第一是要能跨学科学习。碳达峰、碳中和涉及到气候、经济、能源、环境,甚至军事、国家安全等人类活动的各个方面、各个领域,不管做什么工作都会排出二氧化碳等温室气体,都会对环境、对全球气温产生影响。“双碳”涵盖各行各业,人才的培养涉及的知识非常复杂。但是在目前高校的培养体系中,“双碳”相关主要领域的学科结构单一,学化工的就学化工,学汽车的就学汽车。培养“双碳”人才需要跨学科交叉融合,更迫切需要大量高素质复合型创新型人才。
第二是要加强产学研结合。国内“双碳”达标人才供给不足,以问题和需求为导向的人才价值评估和利益分配体系不健全,科技创新型人才缺乏有效的产学研引导。什么样的培养体系是合适的?培养什么样的人才合适?什么样的研究成果有利于双碳目标的实现?整个评价体系还不明确。
第三是要更加重视实践。碳减排、碳管理、碳市场、碳金融、各行业的碳应用与场景创新等教学资源还很缺乏,需要完善课程体系、强化专业实践、深化产学研协同,加快培养“学以致用”的专业人才,希望培养出的人才马上能够用起来。
要打破需求上的广泛性和培养上的不足,以及结构形式单一等这些矛盾,就需要重新构建“双碳”人才培养的模式与培养途径。
以本科教育为例,目前我国的大学专业共有13个学科门类,92个专业类(不包括军事学),703个专业(不包括军事学)。其中,“双碳”领域主要涉及:经济学、法学、历史学、理学、工学、农学和管理学等7个学科门类(一级学科),31个专业类(二级学科),56个专业。目前各个企事业单位如果想找相应的“双碳”方面的人才,可能都要回到对应的专业去找。
我们通过调研发现,一些高校已经开始培养自己相关专业的“双碳”人才,但往往只是在培养体系上加了几门相应的“双碳”课,还没有形成体系。需要把所有的单位尽量组织在一起,建立一个系统性的双碳人才的培养体系,共同建设新的“双碳”专业。具体工作包括研究人才培养方案、师资建设途径、专业共建方式、教学资源整合模式、产学研平台和实训基地如何搭建等等。
“双碳”知识体系覆盖面极为广泛,掌握全部知识难度大且过于庞杂,尤其还涉及到各行业的专业知识,求全责备将难以学以致用,无法迅速服务于具体工程建设运营和经济活动。“双碳”学科建设应针对不同类型和特色高校,在原有优势专业的基础上创新人才培养模式,分行业打造能够引领未来低碳技术发展、具有行业特色和区域应用型人才培养实体。
“双碳”学科课程体系建设可分为三种模式:
第一种:原专业+“双碳”模式,在原有学科门类、专业类、专业体系下,以原有专业课程体系为主干,增加“双碳”相关课程,替换部分课程,补全知识体系,构成XX专业(“双碳”方向)的课程体系。
第二种“双碳”+行业课程模式,在原有学科门类、专业类下重新构建“双碳”专业,以“双碳”课程体系为主干,加入相关行业、专业课程,构成XX“双碳”专业课程体系。。
第三种“双碳”相关双学位模式,就是在第二个模式基础上修双专业,这种模式优势最多,但需要学生个人学习能力非常强才行。
第一种模式比较适合以行业工艺复杂、知识体系庞大、需要较深的专业基础课程学习的专业为主的理工科院校。例如冶金相关专业课程,作为一种辅助课程来学肯定学不透。而以侧重理论知识的专业为主的经济学、法学、管理学类院校,则比较适合采用第二种模式,就是多学习“双碳”课程,再学一些自己行业的专业课。当然,不管哪种方式,都要建立双碳实训基地,一定要注重实操。
具体的专业建设方面,以碳计量、碳核算为例,可以考虑构建“碳计量与碳核算专业”。碳计量和碳核算听着名字很像,但其实有很大的区别。碳计量,即碳排放量计量,是对碳排放量的计算,也可称作碳盘查和编制温室气体排放清单,是针对某一产品来说的。比如说一辆汽车,在其生产、运输、使用、回收和处理等从“摇篮”到“坟墓”的全生命周期过程中产生的碳排放总量,也被称为产品碳足迹计算。碳核算则是针对企业,是指控排企业按照监测计划对碳排放相关参数实施数据收集、统计、记录,并将所有排放相关数据进行计算、累加的一系列活动。主要是产生一个对应的碳核查报告,摸清企业碳排放的家底,在整个碳管理体系当中处于最基础的地位。所以我们认为是当前非常急需建设的一个专业。
在实训基地方面,“双碳”人才培养一定要重实践。这里的实践不仅仅限于动手实物,也就是说“实训基地”中的“实”的不仅仅是实物的“实”,而是实践的“实”,例如可以通过计算机技术进行仿真的碳交易模拟操作等。
具体到实训基地的建设内容上,虽然各个学校有各自的专业特色和基础实训条件,但都有教学楼、宿舍楼、空调机房等基础设施,我们可以借助这些特性来打造一个实训基地的初步模型,或称为实训基地建设的重点途径:
第一,绿色校园,就地实践。通过智慧校园能耗模拟系统、大学城基础用能平台、数字孪生校园后勤管理系统、数字孪生校园管理平台等系统实现校园综合用能监控、校园能耗精细化管理以及整个校园的大数据管理。对绿色校园建设贡献一部分力量,也可以对一些实际的建筑进行节能减碳改造。
第二,仿真实验、数智机房。现在数智化比较流行,可以用虚拟现实的手段,对空调机房、供暖锅炉房、水泵房等机房进行建设、运营的模拟,同时通过实物操作进行虚实结合,既完成实训又能对机房进行优化管理。
第三,数字孪生,虚实结合。有效解决教学当中复杂操作场景复刻还原难,同场景下远程多人协同难,危险作业场景教学理解难,实物培训易损耗、成本高等问题。