丁康君

(1江苏瑞鼎环境工程有限公司，江苏宜兴214216;2湖北理工学院，湖北黄石435003)

0 引言

随着社会、经济的不断发展，能源在转换和利用过程中排放有害物质对环境造成污染也在不断加剧，要实现高效、清洁的能源生产，必须有专业人才队伍。能源与环境系统工程专业是能源动力类特设专业之一，是结合国家战略发展要求，为培养具备从事能源与环境技术工作的人才开设的，旨在为社会培养、造就一大批具有宽厚的科学理论基础，掌握能源、环境与控制知识的复合型专业人才，为实现经济持续发展、推进生态文明建设服务。不同高校因其历史沿承、办学条件不同，开办专业应具有自身特色。湖北理工学院的能源与环境系统工程专业的特色建设应从社会需求入手，结合现有办学优势资源，形成具有湖北理工学院鲜明特色的能源与环境系统工程专业。

1 能源与环境的关系及工程应用中存在的问题

能源作为推动社会经济发展的重要物质基础，为我国经济带来快速增长的同时，也带来了严重的环境污染问题。能源与环境是经济增长的双端约束，能源稀缺和环境污染是可持续发展中必须解决的首要难题，能源与环境问题是中国经济可持续发展的关键。

1.1 能源与环境的关系

能源稀缺和环境污染是当今世界各国在实现经济持续发展中面临的难题和挑战。作为世界上最大的发展中国家，中国在改革开放后的1978－2010年期间，20 多倍的GDP 增长是以能源的高消费为代价，其间能源消费量翻了5翻。能源大量消费使环境持续污染，造成了水、土、空气的严重污染。我国能源资源以煤炭为主，位居世界前列，而石油及天然气储量较小，加之我国人口众多，故人均能源拥有量偏低［1］。但我国是能源消费大国，加之一次性能源的不可再生性，尽管我国一直致力于产业结构优化，但能源消耗总量依然很大，能源有效利用率偏低，造成环境污染问题严重，中国经济增长也出现了动力不足的现象［2］。“十一五”规划纲要确立的全国单位GDP 能耗下降19.1%，SO2、化学需氧排放总量分别下降14.29%和12.45%的目标实现了;“十二五”以节能减排为重点，目标是到2015年全国单位GDP 能耗下降16%，NOX排放总量要下降10% 左右［3］，但能源与环境问题依然严峻。

随着经济发展和生活水平的提高，国家对能源消费过程的环境污染控制越来越严格。党的十八大以来，国家相继推出《大气污染防治行动计划》(简称“气十条”)、《土壤环境质量标准》修订草案公开征求意见、《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)等，其根本目的是调整、优化产业结构，推动产业转型升级和经济结构转型升级，加大综合治理力度，减少污染物排放，全面改善空气、土壤和水环境质量。国家在加大环境污染治理投入的同时，对企业污染物排放加大了监控和处罚力度，企业面临环境污染治理的压力将越来越大，对先进的环境治理技术和相关专业人才存在着巨大的需求。有效生产和使用能源，保证经济发展和保护环境，是国家和企业的共同责任和亟需解决的课题［4］。只有做到能源供给、经济发展和环境保护的有机协调，才能形成国民经济可持续发展的格局和模式。

1.2 在工程应用中能源与环境存在的问题

当前，随着国家相关环境规划如“水十条”、“气十条”、土壤治理新要求等相关环境规划的出台，将不断倒逼产业结构的调整和企业能效的提高。国家加大对环境污染治理投入的同时，企业面临的环境污染治理的压力也越来越大，这将迫使企业通过技术创新、资源配置优化等手段来实现能源使用效率的提高和污染物排放的规范。能源与环境是经济发展的起点和末端的约束，在依法治理环境的过程中，企业不仅需要投入大量资金购置治理设备，还要承担设备运行过程中能源及其他消耗的成本，这对企业来说将会苦不堪言。在有效实现环境污染治理的同时，如何降低环境污染治理设备的运行成本，一直以来是环境工程设计人员研究的方向。实际工程应用中，企业排放的各种污染物中含有大量未被利用的能源，如果这些能源能够被合理利用，既可避免环境的污染，又能为企业减少环境污染治理设备的运行费用，成为企业增加盈利的方式，也能提高企业在环境污染治理方面投入的积极性。有关资料表明，工业炉运行过程中，烟气带走的热量约占燃料炉供给总热量的30% ～50%，烟气若不经处理，将造成显热的大量浪费，更会造成严重的环境污染。蓄热燃烧的燃烧方式能有效回收烟气的余热，能够将助燃空气温度预热到利于燃料的着火与燃烧，既能回收燃烧余热，实现既节约能源，又能对烟气中的有害物质进行有效治理［5－7］。如顺酐行业主要工艺是焦化苯氧化生产，在生产中苯的转化率为95% ～98.5%，余下的苯在常规的后期工艺中难以处理，最终顺酐尾气含有苯、一氧化碳等有毒、有害物质，如果对这些废气不加以治理，会给大气环境造成极大的污染，也极大地浪费了能源。传统的有机废气净化处理如洗涤、吸附及冷凝等方法，效率低、能耗大，且容易产生二次污染。实践证明，燃烧法是在一定温度下将废气中的污染物分解成无害物质，是一种极好的治理手段。如果采用直接燃烧法，由于顺酐废气的浓度和气量所适合的如催化焚烧技术和热力焚烧法，需要企业投入的成本大，收益小。采用蓄热焚烧法，燃烧过程不需要投入任何燃料，还可以回收大量蒸汽供企业使用，能为企业带来可观的经济效益，真正实现环保与经济兼顾、能源与环境融合。废气治理如此，其他相关环境污染治理也存在类似的情况，需要去识别、分析和充分论证，要在不影响治理效果的前提下充分发挥潜在能源，才会找到环境污染治理与能源利用的结合点。

1.3 社会对能源与环保专业人才的需求

企业工程应用中面临的能源与环保方面问题，促使企业亟需引进和培养大批既懂能源方面知识又能解决环保方面问题的综合型人才。教育部《普通高等学校本科专业目录专业(2012年)》将能源与环境系统工程专业设为能源动力类的特设专业之一，就是为了近年来人才培养特殊需求而设置的。能源与环保系统工程专业的人才将受到企业的欢迎和重视，这也是国家新能源、能源与环境技术发展战略的必然要求。

2 能源与环境系统工程专业特色建设的措施

能源与环境系统工程专业是一个能源、环境与控制三大学科交叉的复合型专业，具有很宽厚的专业知识要求。要把该专业建设成为湖北理工学院的特色专业，以社会需求为导向，深入企业进行调研，结合现有办学优势，重视实践教学，培养出企业所需的既懂能源利用，又能解决环境污染问题，直接为环保设备的运行生产、设备管理等服务的复合型技术人才。

2.1 培养体系建设要结合优势资源

湖北理工学院是一个以工为主、工理结合的本科高校，学校立足“应用型本科高校”的办学定位，长期以来以培养专业基础好、实践应用能力强、综合素质好的应用型人才为办学目标。环境工程专业是我校办学历史最长、在国内具有一定影响力的专业之一，是国家综合改革试点专业、教育部特色专业、湖北省品牌专业;环境监测与治理技术为湖北省级重点专业、教育部教学改革试点专业;“环境科学与工程”学科为“十二五”湖北省省级重点特色学科。我校电气工程及其自动化专业省级品牌专业，机械电子工程、电气工程及其自动化省级综合改革试点专业，无机非金属材料工程、机械设计制造及其自动化、电子信息工程省级战略性新兴(支柱)产业人才培养计划项目，使能源与环境系统工程专业建设具有良好的学科平台和专业平台;学校的院士工作站、“矿区重金属污染防治与资源化”省级协同创新中心、“矿区环境污染控制与修复”省级重点实验室、环境工程和机电基础省级实验教学示范中心等为学校奠定了厚实的能源与环境系统工程专业的实践教学平台;环境工程专业的“2.5 +1.0 +0.5”分段式培养模式、机械电子工程专业的“能力建设+ 知识探究+ 着点未来”的“卓越工程师”培养模式、无机非金属材料专业“订单式联合培养”模式等应用型人才培养模式为能源与环境系统工程专业人才培养积累了丰富的经验，这些优势资源都是专业建设的坚实支柱，要加以合理整合和充分利用。

2.2 课程建设要结合企业需求

课程设置方面，应在现有的环境工程方向的专业课程基础上，强化能源工程的基础知识的学习。如固体废物治理方面，对分类、分选、回收利用后的废物如何处理，现阶段认为焚烧法是比较可行的方法之一。废物焚烧过程中将会产生大量的高温烟气，如何利用这些高温烟气是一个综合课题，这个是属于能源工程的范畴。污水处理过程中，会产生一定量的废气或者沼气，如果不加以处理，既浪费了能源，又污染了大气环境。现在国家对挥发物的处理也提出了相应的要求，如天津市和浙江省已经率先出台石油化工行业VOCS(挥发性有机物)排放标准。《浙江省化工行业整治提升方案》中要求，到2015年基本淘汰不符合国家产业政策和节能减排要求的落后产品、技术和工艺设备;浙江省制定的《实施印染行业定型机废气排放限值联盟标准》就是对印染行业中废气排放标准进行规范。这些工业废气中的有机物也是形成气溶合胶的元凶之一，只有对产生的废气加以收集和处理才能实现安全达标排放，这就需要采用化学吸附、光催化氧化、焚烧法等各种技术手段来解决，这些是属于能源环境领域的技术和知识。在石油化工领域，产生废气的种类就更多、更复杂，而且大量废气中都含有石油裂解过程中产生的各类烃类物质，如果能够加以彻底利用，不但可以净化大气环境，而且将产生可观的经济效益。以上企业需要解决问题的实例涉及到的知识领域有环境分析、环境治理、环境设备、能源综合利用等。所以能源与环境系统工程是一个综合学科，需要学生掌握环境治理、机械自动化、能源利用、材料防腐等理论知识。学校现已开设的专业课程并不能完全满足学生获取这些专业知识的需求，还需重新开设相应的专业课程。如何把这些专业课程有机地结合在一起，创造性地构建培养未来社会急需人才的课程体系，这是值得研究和探索的方向。

2.3 强化工程实践能力的培养

能源与环境系统工程是实践性很强的专业，培养学生从事企业能源利用与环境保护设计，建立以环境污染治理与能源的再利用工程设计为重点，以环境污染治理企业为依托的实践教学平台，通过理论与实践相结合、学校与企业相结合的教学模式，突出工程实践能力的培养，使学生既要掌握扎实的环境保护理论知识和能源开发利用的知识，又要具有解决工程实际问题的基本技能，同时，要注重培养学生的自主学习、科学思维、敢于创新和社会适应等综合能力。实施导师制，导师可以是专业教师，也可以聘请企业有经验的专业技术人员，以社会实践和工程项目为纽带，借助典型工程案例和企业建设项目，引导学生将理论知识与工程实践相结合，提高学生的工程应用能力，实现企业与学校的联合培养。

3 结束语

在自然资源枯竭和环境污染加重的现实环境下，能源综合利用和环境治理的充分结合是一个必然的趋势，也是众多高校研究的新兴方向。培养具有能源综合利用与环境治理能力的复合型专业人才是社会的需求，也是高校的责任。高校的能源与环境系统工程专业建设受到诸多因素的影响，学校类型、办学定位、专业基础和专业方向等都决定了培养人才的质量和就业方向，只有把企业需求与自身优势相结合，找准定位，才能办出有鲜明特色的专业，培养出能满足社会需求的应用型人才。

［1］郭霞.我国环保设备发展现状及分析［J］.机电一体化，2008(10):27－28.

［2］王霞，淳伟德.我国能源强度变化的影响因素分析及其实证研究［J］.统计研究，2010，27(10):71－74.

［3］张瑞.环境规制、能源生产力与中国经济增长［D］.重庆:重庆大学，2013.

［4］余敏.江苏省能源、环境与经济关系的实证研究［D］.无锡:江南大学，2008.

［5］张建军，张旭，冯自平，等.连续蓄热燃烧技术在固体燃料加热炉应用探索［J］.热能动力工程，2014，29(2):187－189.

［6］李湘梅，姚智爽.基于VAR 模型的中国能源消费碳排放影响因素分析［J］.生态经济，2014，30(1):39－44.

［7］田奎.蓄热燃烧实验研究及其在陶瓷窑上的应用［D］.武汉:华中科技大学，2012.