碳中和科学与工程

交叉工程类 专业代码:083205T 修业年限:四年 授予学位:工学 专业特性:特设专业

增设背景

2024


专业简介

聚焦于能源绿色开发与低碳利用、二氧化碳捕集封存与利用、碳核算与资产管理等领域,通过多学科交叉融合,致力于培养具有解决碳中和领域复杂工程问题能力和科技创新能力的复合型高级工程技术人才。


培养目标

本专业面向“碳达峰、碳中和”国家发展战略需求,立足服务以钢铁行业为代表的流程工业绿色低碳高质量发展,培养德智体美劳全面发展、富有强烈社会责任感和使命感,理解并坚守职业规范,具有创新创业意识、团队协作意识、宽广的国际视野和终身学习能力,掌握系统扎实的碳中和科学与工程专业知识,兼具知识获取能力、工程实践能力、技术创新能力,能在绿色冶金、低碳材料设计与制备等流程工业,绿色能源与储能及碳经济与管理领域,从事绿色低碳科学基础研究和材料工程技术开发,以及碳足迹、碳税、碳交易等管理工作的听党话、跟党走、有理想、有本领、具有为国奉献钢筋铁骨的战略科技人才。


培养要求

对标工程教育认证要求,本科毕业生应拥有以下方面的知识和能力: 1. 工程知识:能够将数学、自然科学、计算、工程基础和专业知识用于解决绿色低碳科技及碳经济与管理领域复杂工程问题。 2. 问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的第一性原理,识别、表达并通过文献研究分析绿色低碳科技及碳经济与管理领域复杂工程问题,综合考虑绿色低碳可持续发展的要求,以获得有效结论。 3. 设计/开发解决方案:能够针对绿色低碳科技及碳经济与管理领域复杂工程问题开发和设计解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,体现创新性,并从健康与安全、全生命周期成本与净零碳要求、法律与伦理、社会与文化等角度考虑可行性。 4. 研究:能够基于科学原理并采用科学方法对绿色低碳科技及碳经济与管理领域复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 5. 使用现代工具:能够针对绿色低碳科技及碳经济与管理领域复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。 6. 工程与可持续发展:在解决绿色低碳科技低碳设计及碳经济与管理领域复杂工程问题时,能够基于工程相关背景知识,分析和评价工程实践对健康、安全、环境、法律以及经济和社会可持续发展的影响,并理解应承担的责任。 7. 伦理和职业规范:有工程报国、工程为民的意识,具有人文社会科学素养和社会责任感,能够理解和应用工程伦理,在以冶金、材料和能源行业为代表的流程工程实践中遵守工程职业道德、规范和相关法律,履行责任。 8. 个人与团队:能够在多样化、多学科背景下的碳中和相关团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 9. 沟通:能够就低碳设计及碳经济与管理领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令;能够在跨文化背景下进行沟通和交流,理解、尊重语言和文化差异。 10. 项目管理:理解并掌握绿色低碳工程项目相关的碳管理原理与碳经济决策方法,并能够在多学科环境中应用。 11. 终身学习:具有自主学习和终身学习的意识和能力,能够理解广泛的技术变革对工程和社会的影响,适应绿色低碳新技术变革,具有批判性思维能力。


学科要求

数学知识:需要掌握高等数学、线性代数、概率论与数理统计等,以便进行科学研究中的数据分析、模型建立与计算,比如在碳排放量的统计分析、碳捕集与封存技术的效率计算等方面都会用到。 物理知识:熟悉热力学、传热学、流体力学、光学等物理原理,这些知识对于理解能源的转换、传输以及碳捕集过程中的物理现象至关重要。例如,在研究二氧化碳的捕集技术时,需要运用热力学原理来分析气体的吸附和解吸过程;在新能源的开发利用中,如太阳能光伏电池的工作原理就涉及到光学和半导体物理等知识。 化学知识:掌握化学平衡、化学反应动力学、有机化学、无机化学等基本化学理论,因为碳中和领域涉及到众多化学反应,如二氧化碳的转化利用、新型碳材料的合成等都需要扎实的化学知识作为支撑。


考研方向

碳中和科学与工程专业的考研方向主要有以下几类: 能源与动力工程相关方向:新能源开发与利用、能源系统优化与管理、储能技术 环境科学与工程相关方向:大气污染控制与温室气体减排、水污染治理与水资源管理、生态环境保护与碳汇提升 化学工程与技术相关方向:二氧化碳转化与利用、化学反应工程与催化、绿色化学与工艺 材料科学与工程相关方向:碳捕获与储存材料、能源材料、绿色建筑材料 经济学与管理学相关方向:低碳经济学、能源与环境管理


主要课程

① 碳中和科学与工程概论:“双碳”目标的发展现状
实现路径和发展趋势;阐述了降碳
零碳
负碳技术和绿色经济 ② 流程工业碳中和:碳捕集技术与原理
可再生能源原理与技术
能源转换与储存系统
可持续发展与清洁生产 ③ 流程工业大数据:流程工业大数据采集与预处理
流程工业大数据存储与管理
流程工业数据特点与处理方法
大数据平台与技术架构 ④ 碳排放权交易法律与制度:碳排放权交易的基本概念和法律界定
碳排放权交易的法律体系和制度建设
国内外碳排放权交易的实践与比较 ⑤ 综合碳管理与可持续发展技术:碳资产管理技术
碳资产开发技术
ESG报告编制技术
产品碳足迹核算与评价 ⑥ 低碳冶金原理与技术:低碳减排的绿色钢铁冶金技术
非高炉炼铁技术
低碳炼铁和减排CO2技术 ⑦ 二次资源回收与再利用:二次资源概述,二次资源智能技术
分级技二次资源行业标准 ⑧ 材料低碳设计与制备原理:低碳材料制备技术
低碳材料性能分析与测试
材料生命周期分析 (LCA) ⑨ 碳捕集利用与封存:低碳减排的绿色钢铁冶金技术
非高炉炼铁技术
低碳炼铁和减排CO2技术

就业方向

企业层面:毕业生可到大型能源企业从事碳储相关的设计、建设、运行与管理工作;在能源、矿业、电力、钢铁和环保类企业从事碳减排科研与管理工作;也可从事碳减排、碳交易等碳资产管理工作。 政府部门:能够服务于政府部门进行相关政策制定、法规研究与项目管理等。


知识能力

  1. 程技术知识: 能源工程、环境工程、材料工程、系统工程、 2、碳管理知识: 碳核算与监测、碳交易与碳金融、碳足迹与生命周期评估、 3、政策与法规知识: 国内外碳中和政策、能源与环境法规;