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能源是支撐人類文明進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，是社會繁榮和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本保障?，F(xiàn)代社會中，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源必定通達(dá)，其地位不可或缺。同時，能源的粗放發(fā)展逐漸演化為引發(fā)資源、生態(tài)、環(huán)境、氣候等問題的顯著因素，影響到人類的健康、生存及永續(xù)發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長等因素的不斷驅(qū)動下，這一影響越來越明顯，能源轉(zhuǎn)型的迫切性因此越來越大。

中國經(jīng)濟(jì)體量位居全球第二，能源體量位居全球第一，能源消費以煤炭等化石能源為主，能源革命需求尤為迫切。要實現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)，不僅需要深化能源生產(chǎn)革命、能源消費革命還應(yīng)深度融合能源造成的影響，創(chuàng)新能源大數(shù)據(jù)理論，才能促進(jìn)能源生產(chǎn)革命、能源消費革命向縱深發(fā)展。

體系復(fù)雜呼喚創(chuàng)新

能源被譽為“現(xiàn)代社會的血液”，其所產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性和影響是全方位的。經(jīng)濟(jì)、社會、政治、生態(tài)、環(huán)境、氣候、安全、工程、科技、市場、貿(mào)易、健康等與能源有不同程度的密切聯(lián)系，形成一個以能源為中心的關(guān)系體（能源體系），牽一發(fā)而動全身。如果不能掌握這種內(nèi)在聯(lián)系，就會造成決策陷入顧此失彼的窘境。只有深入洞察、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)、牢牢把握能源以及能源與這些維度之間的相互作用機理，能源才可能完成高質(zhì)量轉(zhuǎn)型。

以能源為中心構(gòu)成的關(guān)系體是復(fù)雜的。

其一是關(guān)聯(lián)復(fù)雜性，如果將相關(guān)維度指標(biāo)逐級展開，再考慮到維度之間的相互作用，與能源關(guān)聯(lián)的關(guān)系數(shù)量就會呈級數(shù)增加，由廣泛關(guān)聯(lián)導(dǎo)致的復(fù)雜性是能源體系中最具挑戰(zhàn)的內(nèi)容。

其二是鏈條復(fù)雜性，能源要發(fā)揮其能源屬性，一般要經(jīng)過勘探、開采、運輸、轉(zhuǎn)化、消費等階段，能源與各維度的關(guān)聯(lián)可分解為各階段與多維度的關(guān)聯(lián)。這些能源階段環(huán)環(huán)相扣構(gòu)成一個能源全生命周期鏈，一些物理變量可以正向傳導(dǎo)（能量、質(zhì)量），而一些非物理變量則可以逆向傳導(dǎo)（環(huán)境影響），進(jìn)一步增加了認(rèn)識關(guān)系的復(fù)雜性。

其三是時空復(fù)雜性，能源的賦存和能源的消費在空間分布上常常是不均勻和不匹配的，造成了能源在空間上的遷移受地理因素的影響非常嚴(yán)重。不同的地理環(huán)境，對能源產(chǎn)業(yè)鏈也有顯著影響，空間的復(fù)雜性是形成能源體系復(fù)雜性的重要因素，這一點經(jīng)常被忽略。能源體系的發(fā)展時刻在隨時間變化，是能源體系復(fù)雜性的重要組成部分。

其四是替代復(fù)雜性，能源在很多情況下是可以直接或者間接相互替代的（煤替油、生物質(zhì)替煤），這種替代性使得不同能源的鏈條交織在一起，增加了能源系統(tǒng)內(nèi)部的交叉性。

可見，在復(fù)雜的能源體系中，能源與各維度之間的相互關(guān)系并非顯而易見，傳統(tǒng)的理論方法已經(jīng)無能為力。因此，迫切需要在能源理論方法方面加速創(chuàng)新。

為破解能源轉(zhuǎn)型面臨的困境，在中國工程院的支持下，中國工程院能源專業(yè)知識服務(wù)系統(tǒng)開創(chuàng)性地提出了“泛能源大數(shù)據(jù)”理論。

泛能源大數(shù)據(jù)（簡稱EEBD）是刻畫以能源為核心、廣泛關(guān)聯(lián)相關(guān)維度的開放性數(shù)據(jù)體系。這里的能源包括各種一次能源形式（如煤炭、石油、天然氣、核能、可再生能源），而且覆蓋能源的全生命周期鏈條（如勘探、開采、運輸、轉(zhuǎn)化、消費等）；和能源相關(guān)的維度可以是社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)、安全、市場、價格、工程、科技、教育、政策等，是開放的。泛能源大數(shù)據(jù)打破了狹義的能源邊界，將現(xiàn)代社會主要活動因素以能源為中心關(guān)聯(lián)為一體，囊括了現(xiàn)代社會活動的主要信息，蘊藏著現(xiàn)代社會運行的密碼，通過挖掘和研究探索泛能源大數(shù)據(jù)，可為破解能源在社會發(fā)展中遇到的問題、能源革命、永續(xù)發(fā)展提供智慧方案。

泛能源大數(shù)據(jù)的建設(shè)和應(yīng)用處于起步階段，構(gòu)建方式將決定其應(yīng)用的價值。中國工程院能源專業(yè)知識服務(wù)系統(tǒng)提出了一套矩陣管理、自下而上、空間關(guān)聯(lián)的構(gòu)建理念。所謂能源矩陣就是將能源分解為以能源全生命周期鏈各階段和多維度交叉而成的矩陣，并構(gòu)建一套知識體系統(tǒng)一管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)橫向聯(lián)通；以最基本的能源活動細(xì)胞（如煤礦、電廠、工廠、碼頭、建筑等）為能源基元，自下而上（微觀、中觀、宏觀）實現(xiàn)數(shù)據(jù)縱向貫通；通過數(shù)據(jù)空間化，實現(xiàn)能源以及多維數(shù)據(jù)的空間互聯(lián)互通，同時關(guān)聯(lián)地理信息數(shù)據(jù)、氣象信息、遙感數(shù)據(jù)，形成獨具時空特性的“立體能源（Energy Cube）”。這種理念可實現(xiàn)數(shù)據(jù)多重關(guān)聯(lián)，從而提高知識發(fā)現(xiàn)和智慧創(chuàng)新的能力。

具備重塑能源格局的潛力

泛能源大數(shù)據(jù)獨特的數(shù)據(jù)開放體系，決定了其在應(yīng)用上具有廣泛性和開放性。由于泛能源大數(shù)據(jù)廣泛關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)特點，使得其可以很容易地拓展到經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)、環(huán)境等領(lǐng)域，甚至復(fù)雜的交叉領(lǐng)域。
而以能源細(xì)胞為數(shù)據(jù)基元，泛能源大數(shù)據(jù)可以向微觀縱深方向發(fā)展（智慧工廠、智慧樓宇等）；如果結(jié)合行業(yè)對象，其可以提升到行業(yè)應(yīng)用（電力行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等）；若以國家為對象，其應(yīng)用可以上升到宏觀層面。

利用泛能源大數(shù)據(jù)覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈以及空間關(guān)聯(lián)的優(yōu)勢，其應(yīng)用還可以擴展到供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)布局等方面。例如，泛能源大數(shù)據(jù)支持多維度評估評價，評價結(jié)果更具價值；基于數(shù)學(xué)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能、區(qū)塊鏈技術(shù)等泛能源大數(shù)據(jù)，可以為政府、和企業(yè)用戶，在管理、診斷、預(yù)測、應(yīng)急、優(yōu)化、戰(zhàn)略等方面提供智慧解決方案。

可見泛能源大數(shù)據(jù)廣泛的潛在應(yīng)用，對于推動能源第三次革命，重塑能源格局將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

就泛能源大數(shù)據(jù)應(yīng)用而言，大數(shù)據(jù)平臺無疑是最值得關(guān)注的通用技術(shù)。中國工程院能源專業(yè)知識服務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)建成融合應(yīng)用泛能源大數(shù)據(jù)的能源空間管理應(yīng)用技術(shù)（簡稱：ESMART）基礎(chǔ)平臺，該平臺從技術(shù)上具備數(shù)據(jù)采集、清洗、存儲、關(guān)聯(lián)、挖掘和應(yīng)用功能。ESMART能夠融合不同能源、不同產(chǎn)業(yè)鏈、不同維度、不同種類的數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)全國任意區(qū)域、任意維度數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。已經(jīng)部署全國數(shù)萬家能源生產(chǎn)和消費企業(yè)的工業(yè)數(shù)據(jù)、社會數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)等，正在為數(shù)十位中國工程院院士、多項重大能源咨詢項目、企業(yè)以及高等院校提供知識服務(wù)、科研服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)。

基于ESMART，中國工程院正在建設(shè)開發(fā)集能量流、物質(zhì)流、價值流、信息流（“四流合一”）新型能源互聯(lián)網(wǎng)、基于空間的全生命周期評價系統(tǒng)（gisLCA）等，正在以取得的研究成果建設(shè)寧東地區(qū)泛能源大數(shù)據(jù)，并開發(fā)促進(jìn)寧東能源化工基地能源與經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)、環(huán)境等高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展的應(yīng)用平臺。

目前，能源大數(shù)據(jù)正在引起越來越多政府的關(guān)注，但國內(nèi)外關(guān)于能源大數(shù)據(jù)的概念范疇主要集中在能源，甚至是能源細(xì)分領(lǐng)域上，如新能源、電力、電網(wǎng)、石油、天然氣等。在具體應(yīng)用方面，能源大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)大多也是局限于某個領(lǐng)域或者區(qū)域。比如，青海省創(chuàng)建了青海新能源大數(shù)據(jù)創(chuàng)新平臺、重慶市建設(shè)了重慶能源大數(shù)據(jù)中心，遼寧省建設(shè)了東北能源大數(shù)據(jù)中心。上述這些能源大數(shù)據(jù)平臺有的聚焦不同能源行業(yè)，有的聚焦當(dāng)?shù)啬茉窗l(fā)展，但是缺乏統(tǒng)籌考慮全能源領(lǐng)域、全產(chǎn)業(yè)范疇以及相關(guān)社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境等社會重要因素的理論支撐和應(yīng)用平臺。

今天，互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)席卷全球。隨著能源行業(yè)科技化、信息化程度的加深，各種監(jiān)測設(shè)備、智能傳感器以及5G技術(shù)逐漸普及，泛能源大數(shù)據(jù)也成為時代進(jìn)步的必然趨勢。2020年3月，中共中央政治局常務(wù)委員會召開會議提出，加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。此舉將為泛能源大數(shù)據(jù)的發(fā)展和應(yīng)用營造更加有利的環(huán)境。泛能源大數(shù)據(jù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，將加速推進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展及商業(yè)模式創(chuàng)新。社會將重新定義能源的作用，能源的格局以及業(yè)態(tài)也將得到重塑。


原標(biāo)題： 能源大數(shù)據(jù)如何加速創(chuàng)新