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中国光伏产业人才培养现状与改革

   2023-12-06 新能源多能互补前沿20330
核心提示:本文结合光伏产业未来发展趋势对中国光伏产业人才培养的供需情况进行了分析

01

引言

近年来,全球可再生能源产业在碳达峰、碳中和(下文简称为“双碳”)政策引导和市场需求的“双轮驱动”下快速发展。

中国以光伏发电为代表的可再生能源产业发展成效显著,装机规模稳居全球首位,发电量在全国所有能源总发电量中的占比稳步提升,发电成本快速下降,已基本进入平价无补贴发展的新阶段[1]。

为实现“双碳”这一宏大目标,中国可再生能源产业人才培育方式亟需改革。2021年9月,中共中央、国务院出台了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,提出“建设碳达峰、碳中和人才体系,鼓励高等学校增设碳达峰、碳中和相关学科专业”[2]。

2022年4月,教育部印发《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》,提出实施打造高水平科技攻关平台、加快紧缺人才培养、促进传统专业转型升级、深化产教融合协同育人、深入开展改革试点、加强国际交流与合作等22项重点任务,来加强可再生能源产业的人才培养[3]。

由于高校毕业生是中国可再生能源产业人才的重要组成部分,研究和分析高校光伏产业人才培养现状、存在问题和改革思路,对提升中国教育水平和产业化适配性,具有重要意义和参考价值。

光伏产业是可再生能源产业的主要组成部分,也是可再生能源产业人才培养的重点领域。近年来,全球光伏发电新增装机规模持续扩大,未来将带动全球光伏人才需求高速增长。

根据国际可再生能源署(IRENA)分析,2021年全球光伏产业从业人员数量约为535万人,占全球可再生能源从业人员的32.6%。

按照21世纪全球温升限制1.5℃的要求估算,2021—2030年间光伏产业从业人员数量将保持高速增长,年均增长率预计达到13.7%,2030年全球光伏产业从业人员预计将达到1705万人;2030—2050年间光伏产业从业人员数量将基本饱和,年均增长率仅为0.7%,2050年光伏从业人员数量预计将达到1959.4万人[4]。

中国是全球最大的光伏产业制造基地,根据中国光伏行业协会(CPIA)统计数据[5],2021年国内光伏产业制造规模呈现迅速扩大态势,其中,太阳能级多晶硅产量为50.6万t,同比增长27.8%;硅片产量为226.6GW,同比增长40.4%;太阳电池产量为197.9GW,同比增长46.8%;光伏组件产量为181.8GW,同比增长45.9%,预计未来还将继续保持高速增长。因此,高校亟需应对光伏产业高速化发展的需求,提前在人才培育方面做出响应和调整。

以往一些文献已对光伏等可再生能源产业人才的培养目标、培养模式、课程设置进行了初步探讨[6,7],但考虑到光伏工程相关专业的设置需顺应可再生能源产业高速发展的需要[8],进行进一步的探讨仍十分必要。

例如,从人才培养角度来看,以“走出去、引进来”方式培养“双师型”教师已不能满足创新发展的需求,在光伏产业中,“双师型”教师是既能担任光伏专业教学工作又能胜任生产线培训的教师,因此需要引入“双师型”创新团队[9]。

另外,近期也有文献提出了光伏产业人才问题[10],提出光伏产业人才供需错配、产教脱节、人才培养体系建设不完善等问题是中国光伏产业高质量发展的掣肘。

本文对中国光伏产业人才现状进行深入分析,根据光伏制造全产业链新增产量对未来光伏产业人才培养需求进行预测,从相关专业毕业生规模及光伏行业就业率方面对高校人才供给能力进行测算;对光伏产业人才培养经验,并在广泛调研的基础上对高校光伏人才培养问题进行分析,提出光伏产业人才培养改革建议。

02

光伏产业人才培养供需现状

市场研究表明,伴随光伏产业高速发展,中国光伏产业人才数量需求在2022—2023年达到高位。由于当前国内光伏专业人才供给存在不足,光伏产业人才面临短缺的局面。

1.1 需求现状

按照CPIA对2021—2025年中国光伏产业各主要环节新增市场容量的预测,考虑到生产工艺进步带动人均产出率提高、单位产出用工需求降低的影响,2022—2025年中国光伏产业技术人员新增需求累计将达到2.4万~4.2万人,到2025年中国光伏产业技术人员总量将达到9.2万~11.0万人,如表1所示。

表1 2021—2025年中国光伏产业各环节新增市场容量和技术人才需求

光伏产业链主要包含多晶硅、硅锭/硅棒/硅片、太阳电池、光伏组件(晶硅光伏组件和薄膜光伏组件)、逆变器等的制造环节,以及光伏发电系统建设、运维等中游或下游应用环节。

此外,光伏产业链还包括辅材辅料(浆料、网版、玻璃、胶膜、背板、边框等)、光伏制造设备、光伏电站部件(支架、线缆等)等上游环节。光伏产业链制造环节及下游光伏电站代表企业的调查数据结合企业产量和行业总体情况可分析得出[11]:

2021年中国光伏产业直接从业人员为40.9万人;其中,多晶硅相关从业人员为1.7万人,硅锭/硅棒/硅片相关从业人员为5.8万人,太阳电池相关从业人员5.8万人,光伏组件相关从业人员为11.2万人,逆变器相关从业人员为2.8万人,光伏电站相关从业人员(包括建设、运维)为13.6万人。

中国光伏产业直接从业人员具有典型制造业人员的结构特点,技术人员岗位占比为16.5%(生产人员岗位占比高达69.7%)。

1.2 供给现状

1.2.1 专科及以下学历毕业生

光伏相关专业的毕业生是中国光伏产业发展的宝贵资源,其中,专科及以下学历的光伏相关专业人才占比最为突出。

作为交叉产业,光伏产业所需人才涉及能源、物理、化学、电子等多领域。国内高等职业院校注重实训,能够做到理论联系实际,并且开设了与光伏相关的“蓝领”技术专业,为国内光伏产业提供了众多实用技术人才。

中国一些高等职业院校已开设多种光伏专科专业(学科),如:硅材料制备技术、光伏材料制备技术、光伏技术(含光伏发电工程)、储能材料技术、新能源材料应用技术等学科,各方向的专业设置较为明确。

根据对国内院校的不完全统计,2021年中国共有5所院校开设硅材料制备技术专业,16所院校开设光伏材料制备技术专业,81所院校开设光伏技术(含光伏发电工程)专业,16所院校开设储能材料技术专业,13所院校开设新能源材料应用技术专业。

2022年对中国光伏重点企业进行调研,调研数据表明:2021年时大专及以下学历的光伏制造业人员占比为78.8%;当年国内高等职业院校光伏相关专业毕业生规模约为1万人,进入光伏行业就业的比例约为80%,高等职业院校光伏产业技术人才年新增供给量约为0.8万人。

1.2.2 本科及以上学历毕业生

从本科及以上学历人才方面来看,中国开设有与光伏强相关专业的院校数量不多,大多数院校的光伏人才来自自动化、电子科学与技术、应用物理等专业,各院校光伏相关专业毕业生进入本行业从业的比例差距较大。

由于国内院校未直接面向本科及以上学历设置光伏行业相关专业,需以宽口径统计光伏相关专业情况。

在本科方面,光伏产业人才主要来自新能源科学与工程、新能源材料与器件、能源与动力工程、物理学(含应用物理学、材料物理等)、电子科学与技术、微电子科学与工程、电气工程及其自动化、自动化、光电信息科学与工程等专业。

据2022年中国电子信息产业发展研究院(赛迪智库)的统计,2021年中国开设电气工程及其自动化专业的院校有601所,开设自动化专业的院校有496所,开设物理学专业的院校有292所,上述院校是本科学历光伏人才来源的主要渠道。

在硕士方面,中国的与光伏相关学术型硕士专业包括电子科学与技术、物理电子学、微电子学与固体电子学、材料物理与化学、动力工程及工程热物理、电气工程等专业,相关的专业型硕士专业包括能源动力等专业。

在博士方面,中国目前开设的光伏相关学术型博士专业有电子科学与技术、物理电子学、微电子学与固体电子学、材料物理与化学、动力工程及工程热物理、电气工程等,设有相关的专业型博士专业,比如:高分子材料、能源动力等。

2022年对中国光伏重点企业进行调研,调研数据表明:2021年时本科及以上学历的光伏制造业人员占比为21.2%,其中,本科学历从业人员为18.6%,硕士学历从业人员为2.6%,博士学历从业人员为0.04%;宽口径统计光伏相关专业本科毕业生约为24万人,研究生毕业生约为5万人。

虽然新能源科学与工程专业等与光伏相关性强的毕业生进入光伏行业从业的人数比例最高可达50%,但整体来看,光伏相关专业毕业生从事光伏产业的占比仍不足5%,这导致2021年高校光伏人才新增年供给量仅为1.5万人。

03

光伏产业人才培养思路

从光伏产业集聚发展经验来看,中国光伏产业人才培养应充分发挥企业孵化培育优势、充分吸引相关行业交叉领域人才、充分发挥产业集聚地区优势。

2.1 充分发挥企业孵化培育优势

从中国光伏产业发展历程来看,海外光伏市场大规模发展和海外技术人才持续涌入是推动中国光伏制造产能快速扩张的重要因素之一。2004年,德国政府修订了可再生能源法(EEG),极大拉动了全球光伏市场增长。

施正荣、杨怀进、赵建华、瞿晓铧等海外留学华侨敏锐地觉察到光伏技术在中国产业化发展路上的良好前景,回国后分别创立了无锡尚德太阳能电力有限公司、晶澳太阳能科技股份有限公司、中国中电光伏有限公司、常熟阿特斯阳光电力科技有限公司等第一批光伏企业,促进了中国光伏制造业规模的快速增长。

这些企业家也被称为中国光伏产业的“拓荒者”。迄今为止,中国一直是众多海外先进光伏产业人才优先选择的技术孵化区,海外人员引领的光伏企业模式仍是中国光伏产业人才培养壮大的重要支撑。光伏产业人才培养应和光伏企业的领军人才合作,培养一批技术的中坚力量。

2.2 充分吸引相关行业交叉领域人才

国内半导体产业的深厚积累为扩大光伏产业人才数量提供了较大帮助。太阳电池的制备流程属于典型的半导体工艺,而中国在过去几十年大力发展半导体行业,在半导体设备和材料领域都积累了一些先进科研单位与人才。

这些单位培养的半导体工艺相关人才都逐步在光伏领域开枝散叶,成为中国光伏配套产业发展的重要支撑。由于逆变器还涉及电力电子领域,光伏发电项目在设计、开发、建设、并网、运营过程中也充分吸纳了传统电力行业的人才,电力行业人才的涌入助推了这些环节的快速发展。

中国光伏产业发展时间不长,从业人员大多数是从其他行业引进,年龄层较为年轻,彼此之间沟通障碍较少,从业人才进入该行业后可以享受到光伏产业高速发展的红利。因此,光伏产业人才培养应借助泛半导体、电力等交叉领域人才,加速复合型人才的培育。

2.3 充分发挥产业集聚地区优势

中国的光伏产业发展集聚于长三角地区,由于近年来长三角地区的半导体相关专业人才外溢至光伏产业,在助力光伏产业发展和集聚的同时,也促成人才在长三角地区集聚,形成人才规模上的竞争优势。赛迪智库调研数据显示,2021年中国光伏制造环节人员区域分布已具有一定的集中度。

2021年光伏制造环节人员数量排名前5的省份分别是江苏省、浙江省、安徽省、云南省、江西省,其中江苏省占33.1%,浙江省占15.1%,安徽省占9.8%。

随着产业逐步成熟,产业布局更趋合理化,多晶硅、硅棒等高耗能环节向工业用电价格相对较低的新疆维吾自治区、内蒙古自治区、四川省、云南省等西部地区集聚;硅片、太阳电池、光伏组件等环节也开始转移至江浙皖川等省份,成为新兴的产业集群。

但相较之下,由于产业规模化发展尚处于起步阶段、配套设施不完善,西北地区人才保有率相对不足。总体来看,光伏产业人才培养应重点发挥产业集聚地区优势,完善人才培育体系。

04

光伏产业人才培养过程中存在的问题

3.1 人才供给数量存在缺口

2021年中国宽口径统计得到光伏相关专业大专及以上学历毕业生年供给量仅为2.3万人,考虑到新能源行业间接和派生从业人员数量约为技术人员从业数量的6倍,因此年供给量仅能勉强满足中国光伏产业保守发展需求,距离满足中国光伏产业快速发展的新增需求仍有约2倍的人才数量缺口。

由于截至2025年大专及以上学历毕业生年供应量预计仅增至3.4万人,那么2022—2025年间中国光伏产业专业人才数量缺口将进一步放大。分析得出,光伏产业人才数量缺口问题若得不到有效解决,不仅将限制中国光伏产业扩产计划的推行,还将拖慢中国光伏智能化进程的发展速度。

调研显示,当前光伏企业中专业技术类岗位人才最为紧缺,若人才需求得不到满足将直接影响生产线扩张。另外,高级研发人员是国内光伏企业突破关键工艺流程的主力军,研发人员供给量上短缺将拖慢光伏主产业链智能化技术的研发和配套产业链升级迭代的进程。

3.2 晶体硅生产线研发人才欠缺

中国目前已居全球光伏产业主体地位,但缺乏实用研发人才和技术,导致中国科研机构出现产学研脱节现象。

由于国家重点项目对晶体硅太阳电池产业原创技术研发的重视性不足,高校等科研机构在论文导向下偏重与产业化严重脱节的钙钛矿等领域,而对行业需求较大的晶体硅太阳电池及其组件、光伏发电系统等领域,却未开展较为深入的研究,这造成了晶体硅电池领域的太阳电池光电转换效率纪录多由企业突破这一“怪现象”[12]。

从学科地位来看,截至2021年11月,电气工程领域共有两院院士62位,其中仅杨德仁院士专注于光伏材料领域,这也从侧面印证了中国光伏产业长板发展缺乏定位、人才金字塔结构存在缺失[13]。

近年来,产学研脱节的问题已逐渐影响中国光伏企业出口,缺乏原创技术导致产品出口受阻,比如:2020年HanwhaSolutions Corporaton(韩华)诉晶科能源控股有限公司、隆基绿能科技股份有限公司、新加坡REC太阳能公司侵犯钝化技术专利案已得到德国地方法院认定,以上3家公司被判决大规模召回相关光伏组件。

3.3 人才学科培养定向性不足

光伏作为复合型学科,长期未能设立特定的专业,这造成光伏相关课程设置混乱且缺乏定向性。课程设置上,光伏专业领域课程很少,优质光伏专业教材匮乏,经典教材已经沿用许久,已经不满足当前研究生和工程师培养需求;

人才培养上,毕业生实训经验不足,企业吸纳高校毕业生后仍需要花费时间和成本培养其相关专业技能。

人才培养和学科体系的不完善直接造成光伏产业人才易被吸引至集成电路、新型显示器等其他泛半导体领域,引发企业人才流失和挖角等严重问题[14]。

有企业反映,国内光伏产业人才倾向于通过频繁跳槽获得更高职位和薪酬,较大程度上增加了光伏企业培养成本和企业岗位真空风险。

05

光伏人才培养改革探讨

光伏人才培养改革应从完善光伏学科建设、优化光伏师资团队、加强光伏产教融合这3个方面入手。

4.1 完善光伏学科建设

提升光伏学科独立性、专业性是加速光伏产业人才培养的重要路径。

完善学科建设可通过以下几个方面开展:首先,在光伏领域实施卓越工程师计划;推动高校光伏相关专业布局和学科建设;在电子科学与技术、材料科学与工程、动力工程及工程热物理等一级学科下探索设立光伏专业二级学科;

推进光伏材料、装备制造、运行维护、前沿技术课程设置;并将相关学科纳入碳中和交叉学科人才培养专项计划。

其次,鼓励在集成电路、储能等一级学科建设中支持光伏相关学科建设,通过招生计划增量安排和存量调整,支持光伏相关专业稳步扩大本科、硕士、博士招生规模等也是有效途径。

院校需按照光伏产业化需求,明确光伏专业学科内涵和学科培养方案。明确光伏专业学位授予基本要求,突出实践考核导向,明确实习实践学分与考评形式,提高人才培养和产业化实践协同性,夯实相关数理基础,体现学科交叉和行业特色。推进核心课程改革,提升光伏教材质量。

推进光伏核心课程改革方面,各院校需着眼学科和产业发展前沿,完善光伏材料、装备制造、运行维护、前沿技术等相关课程的制定,并在光伏相关职业院校设置思政课程,增强学生对光伏职业理念、责任和使命的认识与理解,鼓励学生立志成为锻造“光伏长板”的卓越工匠。

若要加快光伏经典教材和课程内容的更新,需依托相关行业协会设立光伏教育委员会,由委员会组织高职院校、科研院所、职业院校专家联合撰写、认证或推荐光伏专业教材,降低不严谨的自编教材的使用率。定期以产业化为导向完善高校人才考核、交流机制,鼓励产业界高端人才回流至高校和科研机构任教并开展研发工作。

4.2 优化光伏师资团队

支持科研院所、高校和企业设立光伏卓越工程师联合培养基地,开设培养项目,支持企业和高校间加强光伏领域的交流合作。实施校企双导师制,高校为研究生配备学术水平高的校内导师,企业为研究生配备具有丰富工程实践经验的校外导师,共同指导研究生的课程学习和论文撰写。

建议组织院校和科研机构成立国家级光伏实验室、技术创新中心等高水平国家科研平台,同时引进国内外高端光伏产业人才,在新型太阳能(如n型TOPCon电池、薄膜太阳电池等)等领域组建前沿攻关团队。

在国家、省部级人才重大工程和计划、两院院士评选中,将光伏领域纳入人才评选范围,并给予相应倾斜,鼓励高校、研究机构、企业等的高端人才积极申报。

依托相关行业协会,研究出台光伏行业各主要制造、应用环节的人才分级评价标准,规范光伏行业领军人才、创新人才、骨干人才、管理人才等方面的层次界定。支持地方政府和产业园区在居留签证、个税优惠、家属落户、住房补贴、优先医疗、子女入学等方面给予光伏高端人才专项补贴政策。

依托中国光伏行业协会,组织建设中国光伏高端人才数据库和光伏人才智力对接平台,定期举办大型光伏人才交流洽谈会和网络研讨会等活动,为各地引进的高端光伏人才提供良好的创新、创业条件。

4.3 加强光伏产教融合

支持相关领域的产业园区出台新政策,鼓励企业与高校、研究机构等加强合作,引导企业在职员工通过在职本科、在职硕士/博士、非学历继续教育等培训提升专业能力。

支持光伏行业协会组织召开高校企业对接会,鼓励企业将淘汰的二手设备捐赠给院校建设科研平台,开展实习实训,加快培养与产业化结合紧密的专业技术人才,同时出台专项政策,对于捐赠二手设备的可以抵免相应税费,从而提高企业积极性。

鼓励企业设立光伏相关专业博士后科研工作站,联合高校开展人才培养和研发工作,支持地方政府、产业园区对企业人才培养合理支出的部分实施纳税减免,并在相应项目申报中给予重点倾斜。

依托相关行业协会,组织开展全国光伏职业技能大赛、光伏创意大赛等,引导高校、研究机构和企业加强光伏新知识、新技术、新方法的融合和应用。依托CPIA开展光伏产业人才国际联合培养,推荐国内优秀人才到相关国际企业、机构实习。

06

结论

本文结合光伏产业未来发展趋势对中国光伏产业人才培养的供需情况进行了分析,认为当前中国光伏人才培养中存在人才供给数量上的缺口、缺少晶体硅产业研发人才、学科专业培养定向性不足等问题。

为了解决存在的问题并适配国内光伏产业高速发展的现状,中国应发挥企业孵化培育优势、吸引相关交叉行业人才、发挥产业集聚地区优势,实施光伏卓越工程师计划,完善学科建设,从产业化需求出发推进核心课程改革;

设立光伏卓越工程师培养基地,优化院校师资团队,在校企双导师制基础上提升光伏人才培养质量;加强产教融合,出台光伏专项人才培养支持政策,鼓励高校、科研院所和企业联合紧密开展合作。本研究将为新时期中国高校可再生能源产业人才培养提供新思路。

免责声明:本文仅用于学术交流和传播,不构成投资建议

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参考资料:

[1] 国家发展改革委,国家能源局.关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案:国办函[2022]39号[S/O L].(2022-05-14)https://www.gov.cn/zhengce/content/2022-05/30/content_5693013.htm.

[2] 新华社.中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见[EB/OL].(2021-10-24). http://www.gov.cn/zhengce/2021-10/24/content_5644613.htm.

[3] 中华人民共和国教育部.加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案:教高函[2022]3号[S/OL].(2022-04-19). http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202205/t20220506_625229.html.

[4] 姚金楠.2025年光伏行业直接从业人员需求将突破55万[N/OL].中国能源报,2022-06-27(11). http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/2022-06/27/content_25925826.htm.



 
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