能源是支撐人類文明進步的物質基礎，是社會繁榮和經(jīng)濟發(fā)展的基本保障?，F(xiàn)代社會中，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)能源必定通達，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)濟發(fā)展、人口增長等因素的不斷驅動下，這一影響越來越明顯，能源轉型的迫切性因此越來越大。
中國經(jīng)濟體量位居全球第二，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，不僅需要深化能源生產(chǎn)革命、能源消費革命還應深度融合能源造成的影響，創(chuàng)新能源大數(shù)據(jù)理論，才能促進能源生產(chǎn)革命、能源消費革命向縱深發(fā)展。
體系復雜呼喚創(chuàng)新
能源被譽為“現(xiàn)代社會的血液”，其所產(chǎn)生的關聯(lián)性和影響是全方位的。經(jīng)濟、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系體（能源體系），牽一發(fā)而動全身。如果不能掌握這種內在聯(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量轉型。
以能源為中心構成的關系體是復雜的。
其一是關聯(lián)復雜性，如果將相關維度指標逐級展開，再考慮到維度之間的相互作用，與能源關聯(lián)的關系數(shù)量就會呈級數(shù)增加，由廣泛關聯(lián)導致的復雜性是能源體系中最具挑戰(zhàn)的內容。
其二是鏈條復雜性，能源要發(fā)揮其能源屬性，一般要經(jīng)過勘探、開采、運輸、轉化、消費等階段，能源與各維度的關聯(lián)可分解為各階段與多維度的關聯(lián)。這些能源階段環(huán)環(huán)相扣構成一個能源全生命周期鏈，一些物理變量可以正向傳導（能量、質量），而一些非物理變量則可以逆向傳導（環(huán)境影響），進一步增加了認識關系的復雜性。
其三是時空復雜性，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，空間的復雜性是形成能源體系復雜性的重要因素，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，是能源體系復雜性的重要組成部分。
其四是替代復雜性，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)內部的交叉性。
可見，在復雜的能源體系中，能源與各維度之間的相互關系并非顯而易見，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、廣泛關聯(lián)相關維度的開放性數(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、轉化、消費等）；和能源相關的維度可以是社會、經(jīng)濟、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)的建設和應用處于起步階段，構建方式將決定其應用的價值。中國工程院能源專業(yè)知識服務系統(tǒng)提出了一套矩陣管理、自下而上、空間關聯(lián)的構建理念。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，決定了其在應用上具有廣泛性和開放性。由于泛能源大數(shù)據(jù)廣泛關聯(lián)的數(shù)據(jù)特點，使得其可以很容易地拓展到經(jīng)濟、社會、生態(tài)、環(huán)境等領域，甚至復雜的交叉領域。
而以能源細胞為數(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）；如果結合行業(yè)對象，其可以提升到行業(yè)應用（電力行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等）；若以國家為對象，其應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)鏈以及空間關聯(lián)的優(yōu)勢，其應用還可以擴展到供應鏈、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，評價結果更具價值；基于數(shù)學模型、神經(jīng)網(wǎng)絡、人工智能、區(qū)塊鏈技術等泛能源大數(shù)據(jù)，可以為政府、和企業(yè)用戶，在管理、診斷、預測、應急、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)廣泛的潛在應用，對于推動能源第三次革命，重塑能源格局將產(chǎn)生深遠影響。
就泛能源大數(shù)據(jù)應用而言，大數(shù)據(jù)平臺無疑是最值得關注的通用技術。中國工程院能源專業(yè)知識服務系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)建成融合應用泛能源大數(shù)據(jù)的能源空間管理應用技術（簡稱：ESMART）基礎平臺，該平臺從技術上具備數(shù)據(jù)采集、清洗、存儲、關聯(lián)、挖掘和應用功能。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、科研服務、應用服務。
基于ESMART，中國工程院正在建設開發(fā)集能量流、物質流、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寧東地區(qū)泛能源大數(shù)據(jù)，并開發(fā)促進寧東能源化工基地能源與經(jīng)濟、社會、生態(tài)、環(huán)境等高質量協(xié)同發(fā)展的應用平臺。
目前，能源大數(shù)據(jù)正在引起越來越多政府的關注，但國內外關于能源大數(shù)據(jù)的概念范疇主要集中在能源，甚至是能源細分領域上，如新能源、電力、電網(wǎng)、石油、天然氣等。在具體應用方面，能源大數(shù)據(jù)平臺建設大多也是局限于某個領域或者區(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、重慶市建設了重慶能源大數(shù)據(jù)中心，遼寧省建設了東北能源大數(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?shù)啬茉窗l(fā)展，但是缺乏統(tǒng)籌考慮全能源領域、全產(chǎn)業(yè)范疇以及相關社會、經(jīng)濟、生態(tài)、環(huán)境等社會重要因素的理論支撐和應用平臺。
今天，互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術席卷全球。隨著能源行業(yè)科技化、信息化程度的加深，各種監(jiān)測設備、智能傳感器以及5G技術逐漸普及，泛能源大數(shù)據(jù)也成為時代進步的必然趨勢。2020年3月，中共中央政治局常務委員會召開會議提出，加快5G網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設進度。此舉將為泛能源大數(shù)據(jù)的發(fā)展和應用營造更加有利的環(huán)境。泛能源大數(shù)據(jù)在各個領域的應用，將加速推進能源產(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。
