基于新一代信息技術(shù)的能源與礦業(yè)治理體系發(fā)展戰(zhàn)略研究

王國法 ，張鐵崗，王成山，龐義輝 ，楊挺，孫春生，胡亞輝，張鵬

（1.中煤科工開采研究院有限公司，北京 100013；2.天地科技股份有限公司，北京 100013；3.中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機電與信息工程學(xué)院，北京 100083；4.天津大學(xué)電氣自動化與信息工程學(xué)院，天津 300392；5.煤炭工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，北京 100120）

一、前言

能源與礦產(chǎn)資源是人類社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是支撐社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，世界能源形勢正在發(fā)生深刻變化，我國能源安全面臨的風(fēng)險日益嚴(yán)峻[1,2]，如何大幅提高能源與礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用效率、降低成本、提升能源與礦業(yè)的治理能力，已經(jīng)成為支撐國家高質(zhì)量發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

伴隨著第四次工業(yè)革命的快速發(fā)展，第五代移動通信技術(shù)（5G）、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)發(fā)展迅猛，現(xiàn)階段5G已經(jīng)逐步開展商用，在醫(yī)療、礦山等行業(yè)已經(jīng)取得了較好的應(yīng)用效果[3]；大數(shù)據(jù)技術(shù)及算法在金融業(yè)、制造業(yè)、物流業(yè)等行業(yè)取得了很好的應(yīng)用效果，數(shù)據(jù)治理技術(shù)正逐步滲透到我們生活的各個方面[4]；區(qū)塊鏈技術(shù)具有可追溯、不可篡改、不可偽造、智能合約、去中心化等特征，促使其在金融行業(yè)、機械行業(yè)、食品與藥品行業(yè)、財務(wù)領(lǐng)域等進(jìn)行了深度應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)模式[5]。基于新一代信息技術(shù)特征，將新一代信息技術(shù)與能源、礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用技術(shù)進(jìn)行深度融合發(fā)展，必能極大地改變傳統(tǒng)能源與礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方式，促進(jìn)能源、礦產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)鏈上的生產(chǎn)、配送、存儲、消費、利用升級發(fā)展，為推進(jìn)能源技術(shù)革命、構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源與礦業(yè)體系提供技術(shù)支撐，推進(jìn)我國能源與礦業(yè)治理體系現(xiàn)代化建設(shè)。

二、“雙碳”目標(biāo)下能源與礦業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

（一）“雙碳”目標(biāo)下我國能源格局變化

改革開放以來，我國在大力發(fā)展社會經(jīng)濟的同時也一直致力于維護地球生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，并于1992年簽署了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，是最早簽署該公約的國家之一[6]。2015年，我國向公約秘書處提交了《強化應(yīng)對氣候變化行動——中國國家自主貢獻(xiàn)》相關(guān)材料，確定了在2030年左右實現(xiàn)二氧化碳達(dá)到峰值的目標(biāo)。2020年9月，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會上鄭重承諾，我國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。碳達(dá)峰并不是能源達(dá)峰，碳中和也不是零碳排放，在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)，我國經(jīng)濟社會發(fā)展仍將依賴化石能源，但必須要走安全高效開發(fā)與低碳清潔利用的道路。

2019年，我國人均一次能源消費為3.47 tce，居全球第48位，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家[7]。隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、信息化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，中等收入群體數(shù)量逐漸增多，消費逐漸升級，而能源與礦產(chǎn)資源作為經(jīng)濟社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其需求與碳達(dá)峰之間仍然有很大發(fā)展空間。

“雙碳”目標(biāo)下我國的能源格局將發(fā)生變化，但基于我國的資源稟賦與發(fā)展需求，在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)煤炭仍將是我國的能源基石，煤炭資源在能源結(jié)構(gòu)中的主體地位短期內(nèi)無以替代。在進(jìn)一步加強煤炭、煤電對能源穩(wěn)定保障的同時，“雙碳”目標(biāo)將助力我國煤炭資源開發(fā)向綠色、清潔、低碳與高效開發(fā)利用發(fā)展。新時期下煤炭市場多種不確定因素增加，市場對煤炭需求的彈性要求提高，國內(nèi)煤炭市場供需結(jié)構(gòu)將發(fā)生重大改變，煤炭現(xiàn)有生產(chǎn)與供給模式將難以適應(yīng)新發(fā)展要求，亟需建立基于新一代信息技術(shù)的新型柔性煤炭生產(chǎn)與供給保障體系，確保國家能源安全。

風(fēng)、光等新能源短期內(nèi)難以形成穩(wěn)定可靠供給，且惡劣天氣下其不穩(wěn)定供給增加了新能源體系的脆弱性，美國德州在極端天氣下的大規(guī)模停電，以及近期國內(nèi)煤炭價格大幅上漲、國內(nèi)部分區(qū)域拉閘限電等均體現(xiàn)了新能源的脆弱性。在大規(guī)模低成本儲能技術(shù)未獲得突破的前提下，新能源難以實現(xiàn)全面或高比例納入現(xiàn)有能源供給體系。利用化石能源尤其是煤炭、煤電作為提升新能源占比的穩(wěn)定器和壓艙石，實現(xiàn)新能源和化石能源相互助力、耦合發(fā)展將是今后我國形成多種能源融合穩(wěn)定供給的必由之路。

（二）“雙碳”目標(biāo)下能源與礦業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級困難。當(dāng)前，我國“三高一低”產(chǎn)業(yè)的占比仍然較大[8]，雖然在部分行業(yè)取得了一定的創(chuàng)新成果，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級仍面臨自主創(chuàng)新不足、關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”、能源資源利用效率低、各類生產(chǎn)要素成本上升等問題，同時我國的能源低碳化和能源利用效率都相對較低，在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式仍面臨巨大挑戰(zhàn)。

可再生能源大規(guī)模應(yīng)用面臨著諸多難題?？稍偕茉窗l(fā)電由于自身技術(shù)特性影響，存在著波動性和間歇性的特點，近中期內(nèi)仍需要火電發(fā)揮調(diào)峰的兜底保障作用。非化石能源規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化的普遍應(yīng)用不僅面臨諸如調(diào)峰、遠(yuǎn)距離輸送、儲能等技術(shù)問題，還面臨一些體制機制問題。我國的電力市場還處于發(fā)展階段，缺乏完善的可再生能源市場消納機制，在一定程度上將制約可再生能源的發(fā)展。

低碳技術(shù)仍處于研發(fā)試驗階段，大規(guī)模經(jīng)濟、可靠的應(yīng)用技術(shù)成熟度較低。低碳技術(shù)涉及高碳原料低碳化利用、CO2捕捉和工業(yè)化利用等技術(shù)，現(xiàn)有技術(shù)尚不成熟，存在環(huán)節(jié)復(fù)雜、成本高等問題，亟需進(jìn)行系統(tǒng)性技術(shù)創(chuàng)新。

針對“雙碳”目標(biāo)下能源與礦業(yè)發(fā)展面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，充分利用新一代信息技術(shù)與能源及礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)的融合，推進(jìn)現(xiàn)代能源與礦業(yè)治理體系建設(shè)，是落實能源安全新戰(zhàn)略，推動能源革命，支撐國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的關(guān)鍵，對國家經(jīng)濟快速持續(xù)健康發(fā)展具有重大意義。

三、新一代信息技術(shù)發(fā)展與體系特征分析

（一） 5G通信技術(shù)

移動通信使人們擺脫了有線的束縛，實現(xiàn)更自由靈活的網(wǎng)絡(luò)接入、數(shù)據(jù)獲取和信息交互。移動通信延續(xù)著每十年一代更新的技術(shù)演進(jìn)規(guī)律，每一次代際躍遷都極大地促進(jìn)了各相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的革命性升級和社會經(jīng)濟的發(fā)展。

國際電信聯(lián)盟（ITU）在5G設(shè)計之初就確定了三大應(yīng)用場景，即增強型移動寬帶( eMBB)、超可靠低時延（URLLC） 和海量機器通信（mMTC）[9]。三大場景與能源礦業(yè)生產(chǎn)、消費、市場和監(jiān)管治理需求有著諸多契合之處，圖1給出了基于網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的5G在能源與礦業(yè)多場景的應(yīng)用服務(wù)。eMBB技術(shù)能夠有效支撐礦山超高清視頻傳輸?shù)却髱挊I(yè)務(wù)需求；URLLC技術(shù)能夠滿足無人采礦車、無人挖掘機等礦山智能設(shè)備間的通信需求；mMTC技術(shù)能夠更好地支持多種煤礦安全監(jiān)測等傳感數(shù)據(jù)的采集需求[10]。因此，將5G通信技術(shù)應(yīng)用于能源礦業(yè)治理體系中，將為全面開啟能源礦業(yè)智能化開采搭建信息高速公路，成為未來智能綠色礦山建設(shè)的必由之路。

圖1 5G在能源與礦業(yè)場景中的應(yīng)用

在物理層，5G依靠先進(jìn)的Massive MIMO+波束賦形（BF）[11,12]、同時同頻全雙工通信（CCFD） [13]以及非正交多址接入（NOMA）[14]等技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)擴展了豐富的頻譜資源，并獲得了豐富的通信帶寬。

在網(wǎng)絡(luò)層，基于軟件定義（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)[15,16]使底層通信硬件設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)資源解耦，真正實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的自主靈活調(diào)配，為構(gòu)建面向現(xiàn)代能源與礦業(yè)的多場景專用5G切片奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，從而助力構(gòu)建能源礦業(yè)人-機-環(huán)廣泛互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對礦區(qū)智能化開采、數(shù)字化運維、巡檢安防等能源與礦業(yè)體系治理，如圖2所示。

圖2 5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)在能源與礦業(yè)領(lǐng)域的多場景應(yīng)用服務(wù)

在能源與礦業(yè)領(lǐng)域構(gòu)建5G專用網(wǎng)絡(luò)需遵循公共5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢。此外，還應(yīng)針對能源礦業(yè)實際應(yīng)用場景特別是煤礦井下場景進(jìn)行規(guī)劃和應(yīng)用部署的再創(chuàng)新。例如，需考慮井下環(huán)境的無線傳輸衰減特性，狹窄空間的組網(wǎng)問題，以及與Wi-Fi6（802.11ax）/NB-IoT等多接入技術(shù)融合并存問題等。因此，只有面向能源與礦業(yè)領(lǐng)域的特定應(yīng)用場景，構(gòu)建5G專用網(wǎng)絡(luò)，才能在現(xiàn)代能源礦業(yè)治理體系的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、信息傳輸中發(fā)揮全面的重要的作用。

（二）大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是進(jìn)行智能分析決策的關(guān)鍵，為了推進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，國務(wù)院印發(fā)了《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，指出數(shù)據(jù)已經(jīng)成為國家重要的戰(zhàn)略資源，亟需推動實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略。

大數(shù)據(jù)技術(shù)具有數(shù)據(jù)體量大、數(shù)據(jù)特征多、數(shù)據(jù)價值密度低等特征，大數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)的目標(biāo)是借助對數(shù)據(jù)的理解輔助人們在各類應(yīng)用中做出合理的決策。從技術(shù)層面分析，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)按照過程可細(xì)分為數(shù)據(jù)采集過程中的前端預(yù)處理技術(shù)，傳輸過程中的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，以及在控制決策過程中的數(shù)據(jù)融合及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等。在前端傳感器數(shù)據(jù)采集過程的數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)補全、數(shù)據(jù)歸約轉(zhuǎn)換等[17~19]。通過數(shù)據(jù)預(yù)處理，實現(xiàn)原始采樣數(shù)據(jù)降噪、異常數(shù)據(jù)辨識和修復(fù)，提升大數(shù)據(jù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)壓縮可實現(xiàn)在保證辨識精度的情況下對數(shù)據(jù)量進(jìn)行有效削減，緩解系統(tǒng)信息載荷，常用的方法包括基于數(shù)字編碼、矩陣轉(zhuǎn)換、張量分解等的壓縮方法[20,21]。大數(shù)據(jù)融合與挖掘技術(shù)則是將多源數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行整合處理，提取特征信息，并在推理決策作用下將特征數(shù)據(jù)與知識庫匹配，進(jìn)而做出決策判斷，挖掘出大數(shù)據(jù)內(nèi)在蘊含的巨大價值。

從應(yīng)用角度分析，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于能源和礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過程中，可實現(xiàn)對礦產(chǎn)資源開采、供電、通風(fēng)、排水等的智能分析決策與控制[22]。通過將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于能源和礦山設(shè)備健康狀態(tài)診斷，可實現(xiàn)能源和礦山設(shè)備的遠(yuǎn)程運維[23]。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)還可應(yīng)用于新能源生產(chǎn)和管理，通過與人工智能算法相結(jié)合，實現(xiàn)對風(fēng)電、光伏等分布式清潔能源的預(yù)測[24]，從而有力支撐能源生產(chǎn)的精細(xì)化和集約化，助力我國“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。

（三）人工智能技術(shù)

人工智能（AI）是通過讓計算機模仿人類的思維邏輯從而實現(xiàn)機器的自主感知、分析與控制。人工智能涵蓋了群體智能算法、模糊邏輯、專家系統(tǒng)、機器學(xué)習(xí)等多種技術(shù)，并仍然在不斷演進(jìn)[25]。其相關(guān)技術(shù)正逐漸應(yīng)用于智能制造、智能礦山建設(shè)等相關(guān)領(lǐng)域，并獲得了較好的應(yīng)用效果。

將人工智能國家戰(zhàn)略與能源革命國家戰(zhàn)略相融合的具體體現(xiàn)即是AI技術(shù)在能源與礦業(yè)治理體系中深化應(yīng)用。其將能夠?qū)崿F(xiàn)智能傳感與安全生產(chǎn)相結(jié)合、數(shù)據(jù)驅(qū)動與優(yōu)化決策相結(jié)合、智能分析與運行控制相結(jié)合，從而有效提升國家監(jiān)管治理復(fù)雜多能源耦合體系的能力，助力國家能源革命。

筆者在文獻(xiàn)[26]中以煤礦智能化建設(shè)為例，詳細(xì)分析了人工智能在煤礦智能化開采過程中存在的核心技術(shù)短板及亟待攻克的技術(shù)難題，如復(fù)雜煤層自動割煤智能決策與控制技術(shù)等，提出亟需新一代人工智能算法實現(xiàn)對振動、圖像等多種煤巖信息的準(zhǔn)確識別，進(jìn)而突破智能決策和智能裝備研發(fā)技術(shù)瓶頸。

（四）區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)也被稱為分布式分類賬技術(shù)（DLT），是一種能夠在完全分布式環(huán)境中實現(xiàn)可信數(shù)據(jù)共享與狀態(tài)共識的分布式存儲機制。區(qū)塊鏈的基本結(jié)構(gòu)框架如圖3所示，其包括：①數(shù)據(jù)層：解決區(qū)塊數(shù)據(jù)和交易消息格式的問題，在記錄數(shù)據(jù)時采用Merkle樹的方式，將交易數(shù)據(jù)和狀態(tài)變化組織起來；②網(wǎng)絡(luò)層：各參與方通過特定的P2P協(xié)議彼此連接成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)每個參與方與周圍鄰居交互消息；③共識層：其作為區(qū)塊鏈的核心，保證所有區(qū)塊鏈參與方能夠形成統(tǒng)一賬本；④合約層：封裝區(qū)塊鏈系統(tǒng)的各類腳本代碼、算法以及由此生成智能合約，是實現(xiàn)區(qū)塊鏈系統(tǒng)靈活編程和操作數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)；⑤應(yīng)用層：區(qū)塊鏈通過調(diào)用協(xié)議層及智能合約層的接口開發(fā)去中心化應(yīng)用，為用戶提供各種服務(wù)和應(yīng)用場景，實現(xiàn)了整個區(qū)塊鏈的豐富生態(tài)[27]。

圖3 區(qū)塊鏈基本結(jié)構(gòu)框架圖

雖然區(qū)塊鏈技術(shù)起源于比特幣，但當(dāng)前己逐步從單純金融行業(yè)向包括能源與礦業(yè)在內(nèi)的其他行業(yè)擴展。在《建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)市場體系行動方案》中，區(qū)塊鏈技術(shù)被確定為我國“十四五”期間國家新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要技術(shù)之一。使用區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、不可篡改、可追溯和集體維護等特性，可有效解決能源與礦業(yè)產(chǎn)業(yè)中的寡頭壟斷、信息壁壘和靈活交易等諸多問題，助力構(gòu)建公開、公平、公正的能源與礦業(yè)治理新體系[28]， 如圖4所示。

圖4 基于區(qū)塊鏈的能源與礦業(yè)供應(yīng)鏈管理新思路

四、新一代信息技術(shù)在能源與礦業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

能源礦業(yè)是一個龐大而復(fù)雜的運行體系，其包含能源生產(chǎn)、能源運輸、能源消費、能源市場與政府監(jiān)管五大環(huán)節(jié)，其各部分之間的關(guān)系如圖5所示。

圖5 能源礦產(chǎn)行業(yè)各個環(huán)節(jié)關(guān)系圖

（一）新一代信息技術(shù)助力能源與礦業(yè)生產(chǎn)

在生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要包括能源礦業(yè)勘探、開采、礦產(chǎn)資源深加工等，以及當(dāng)前新興的以風(fēng)電、光伏為主的可再生清潔能源發(fā)電。其中，在礦產(chǎn)資源開采場景中主要面臨的問題是缺乏全自動化、智能化的高效開采系統(tǒng)，并且礦山災(zāi)害問題仍然存在，其根本是監(jiān)測及預(yù)警機制不完善導(dǎo)致礦山安全難以保障；在礦產(chǎn)資源深加工過程中存在廢物排放監(jiān)管成本高、難度大等問題；可再生新能源發(fā)電則面臨源-荷不匹配造成的棄風(fēng)、棄光問題。

1.新一代信息技術(shù)助力能源與礦產(chǎn)資源勘查

地質(zhì)信息是進(jìn)行礦產(chǎn)資源開發(fā)的基礎(chǔ)，由于受到地質(zhì)探測與推演技術(shù)的限制，地質(zhì)探測深度、地質(zhì)模型精度等尚難以滿足要求。采用人工智能技術(shù)（探測機器人等）可以實現(xiàn)探測過程的智能化控制，大幅降低工人的勞動強度；基于智能感知技術(shù)（多種類型的傳感器）可以實現(xiàn)鉆探、物探等探測信息的自動感知，并利用機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等算法智能識別巖層巖性、構(gòu)造等信息； 利用5G通信網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)地質(zhì)探測信息的實時上傳，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對探測信息進(jìn)行地質(zhì)推演，構(gòu)建高精度地質(zhì)模型，為能源與礦產(chǎn)資源開發(fā)提供地質(zhì)信息保障。

2.新一代信息技術(shù)支撐礦山智能綠色開采

受礦山企業(yè)傳統(tǒng)管理模式的制約，礦產(chǎn)資源開采信息化程度低，各系統(tǒng)間缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口、標(biāo)準(zhǔn)和信息交互通道，導(dǎo)致形成諸多“信息孤島”，阻礙智能綠色礦山建設(shè)。5G通信技術(shù)以其特有的大帶寬、低延時和廣連接優(yōu)勢，將為礦山各系統(tǒng)提供統(tǒng)一優(yōu)質(zhì)的通信網(wǎng)絡(luò)，從而有效提高開采過程設(shè)備互聯(lián)和人機交互能力，助力礦產(chǎn)資源開采實現(xiàn)高效智能化[29]。此外，基于5G的精確實時定位技術(shù)、設(shè)備到設(shè)備（D2D）物聯(lián)通信技術(shù)，可實現(xiàn)精準(zhǔn)定向開采，從而提高礦產(chǎn)資源開采品質(zhì)[30]，如圖6所示。

圖6 基于新一代信息技術(shù)的智能綠色礦山

3.物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)助力提升井下安全生產(chǎn)

瓦斯、頂板等事故一直是困擾井下安全生產(chǎn)的難點[31]，而地下巷道環(huán)境狹小密閉、設(shè)備眾多，且設(shè)備動態(tài)移動，導(dǎo)致井下安全監(jiān)測與預(yù)警難度增大。運用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)將有效實現(xiàn)實時、多維度安全監(jiān)控，并通過人工智能算法的融合應(yīng)用，可從海量監(jiān)測數(shù)據(jù)中敏銳發(fā)現(xiàn)隱藏的安全隱患，從而進(jìn)行超前預(yù)警，消除安全隱患。運用數(shù)字孿生和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，構(gòu)建地上、地下智能化礦山，全面應(yīng)用智能化技術(shù)、礦山機器人等替代人工作業(yè)，實現(xiàn)人-機-環(huán)-管信息實時聯(lián)動高效協(xié)同自動化運行。

4.區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)技術(shù)助力礦產(chǎn)資源深加工環(huán)保監(jiān)管巡查

礦產(chǎn)資源深加工技術(shù)是提高礦產(chǎn)資源低碳、高效利用的重要手段，以煤炭深加工為例，主要包括洗選焦化技術(shù)、氣化與液化技術(shù)、水煤漿技術(shù)、高爐噴吹粉煤技術(shù)、型煤與配煤技術(shù)、潔凈煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)等[32,33]，但傳統(tǒng)煤炭深加工過程對環(huán)境的友好度差，產(chǎn)生大量廢液、廢氣和廢渣，其成分復(fù)雜且處理難度高。區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)技術(shù)將助力礦產(chǎn)資源深加工環(huán)保監(jiān)管巡查，在減輕監(jiān)管巡查人力、物力成本的前提下，通過區(qū)塊鏈的去中心化、信息共享和數(shù)據(jù)不可篡改性等特征保證監(jiān)管全過程的公開、公平、公正。另外，將人工智能技術(shù)運用在礦產(chǎn)資源深加工過程中，將有效提升如撿矸、排矸等大型機械系統(tǒng)的智能化水平[34,35]。

5.人工智能技術(shù)實現(xiàn)清潔能源發(fā)電預(yù)測，助力高比例清潔能源新型電力系統(tǒng)建設(shè)

以風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)等清潔可再生能源為代表的分布式發(fā)電技術(shù)是緩解我國能源儲量不足、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)不合理、助力實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的有效途徑之一。風(fēng)、光發(fā)電受氣候條件和環(huán)境因素的影響較大，具有強隨機性、間歇性和波動性。我國的風(fēng)電、光伏儲量分布與能源消費區(qū)域存在明顯的區(qū)域性不協(xié)調(diào)，隨著可再生能源開發(fā)力度的加大，將可能導(dǎo)致嚴(yán)重棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象發(fā)生，其根本原因則是源-荷不匹配造成的。通過運用人工智能技術(shù)可以實現(xiàn)復(fù)雜因素影響下的清潔能源長短期發(fā)電預(yù)測，從而引導(dǎo)電力系統(tǒng)達(dá)到源-荷互濟，實現(xiàn)高比例清潔能源并網(wǎng)的新型電力系統(tǒng)[36,37]。

（二）新一代信息技術(shù)助力能源與礦業(yè)運輸

我國特有的能源生產(chǎn)基地與主要消費市場逆向分布的特點決定了我國北煤南運、西氣東輸、西電東送的能源運輸格局將長期存在，這就必然需要良好高效的能源礦業(yè)運輸體系支撐。能源礦業(yè)綜合運輸通道體系主要包括鐵路、公路、海運、輸油氣管道及高電壓等級的長距離輸電網(wǎng)絡(luò)等，其運輸效率對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有決定性作用，將5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)應(yīng)用于能源與礦業(yè)運輸領(lǐng)域，將助力實現(xiàn)運輸、裝卸、倉儲、配送、信息一體化的能源運輸新格局。

1.“供應(yīng)鏈-區(qū)塊鏈”雙鏈融合技術(shù)提升能源與礦業(yè)運輸效率

我國北部和西部廣大地區(qū)是能源富集地區(qū)，而消費區(qū)域則集中在經(jīng)濟發(fā)達(dá)的東部和南部沿海地區(qū)，這種供給和需求在空間上存在較大偏差，同時在能源需求時間上也呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性。因此必須建立暢通高效、安全可靠、應(yīng)變能力強的現(xiàn)代能源與礦業(yè)供應(yīng)鏈體系。將區(qū)塊鏈賦能供應(yīng)鏈，打造能源與礦業(yè)領(lǐng)域的“供應(yīng)鏈-區(qū)塊鏈”雙鏈融合技術(shù)體系[38]，將有效解決當(dāng)前我國突出的供-消時空錯位難題：①探索能源與礦業(yè)上下游不同參與方信息獲取與傳輸、鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)和點對點網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建問題，以及供應(yīng)鏈信息的分布式架構(gòu)和存儲等技術(shù)，在能源與礦業(yè)企業(yè)形成新的信息共享和協(xié)作機制；②通過規(guī)范開發(fā)環(huán)境和接口標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建雙鏈融合的系統(tǒng)自治、分工、共享和協(xié)作機制，健全雙鏈融合的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法律保障；③探索能源與礦業(yè)領(lǐng)域雙鏈協(xié)同模式、資源與能力保障機制以及績效提升機制，構(gòu)建基于“供應(yīng)鏈-區(qū)塊鏈”雙鏈融合技術(shù)的物流、信息流、資金流體系。

2.5G與大數(shù)據(jù)共享技術(shù)解決能源礦業(yè)運輸、倉儲與裝卸高成本難題

煤炭、石油、天然氣等能源原料具有運輸危險性大、倉儲成本高、物流裝卸過程中損耗浪費嚴(yán)重等諸多難題[39]。其形成原因則主要是當(dāng)前物流企業(yè)對供需雙方信息獲取不夠及時完整，運輸倉儲管理不科學(xué)，裝卸機械化、智能化水平低等。通過5G與大數(shù)據(jù)共享、并融合區(qū)塊鏈技術(shù)，建立能源與礦業(yè)運輸管理信息平臺，保證物流運輸各方信息的準(zhǔn)確性、及時性和可追溯性，實現(xiàn)具有強制信任和運輸全環(huán)節(jié)透明化的協(xié)作優(yōu)化傳輸，提高系統(tǒng)效率和安全品質(zhì)。

3.人工智能技術(shù)助力輸配電系統(tǒng)的可靠安全運行

電力具有傳輸速度快、運輸過程對環(huán)境污染小、便于分配和調(diào)度的優(yōu)勢，是目前能源大范圍快速傳輸?shù)淖钣行Х绞街?。輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行關(guān)系發(fā)電與用電雙側(cè)的系統(tǒng)安全和電力可靠性，并且隨著電壓等級的不斷升高，其重要程度越發(fā)凸顯。為保證電能安全可靠傳輸，需要研究輸電線路的全信息量測、準(zhǔn)確故障研判和快速處理方法[40]，實現(xiàn)準(zhǔn)確識別故障類型、確定故障位置以及快速消除故障，以增強互聯(lián)大電網(wǎng)的安全性，以及加強系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。人工智能技術(shù)將在故障分析與處理方面發(fā)揮巨大作用，如捕獲來自輸配電過程中多源數(shù)據(jù)的時間特性，進(jìn)行輸電系統(tǒng)中線路跳閘故障的預(yù)判[41]，利用人工智能圖像識別技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合電力系統(tǒng)“五遙”（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)和遙視），實現(xiàn)對輸電走廊線路、變壓器/換流器、絕緣子等多狀態(tài)量監(jiān)控和故障診斷等[42]。

（三）新一代信息技術(shù)助力能源與礦業(yè)消費

能源是人類社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其消費與安全也是國家安全的重要組成部分。作為世界上第一大能源消費國，在經(jīng)濟飛速發(fā)展的同時，能源與礦產(chǎn)資源消費總量將激增，消費模式日趨多元化。隨著碳達(dá)峰、碳中和國家戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，我國能源消費模式必將發(fā)生革命性變化，以大數(shù)據(jù)、人工智能、5G和區(qū)塊鏈等新技術(shù)為抓手，能源與礦業(yè)消費將從總量擴張邁入以智能化、數(shù)字化為特征的提質(zhì)增效新階段。

1.新一代信息技術(shù)實現(xiàn)能源消費模式剖析

我國部分特殊能源、礦產(chǎn)資源擁有量不高，儲備潛力有限。為了科學(xué)、高效地發(fā)展能源產(chǎn)業(yè)及其替代產(chǎn)業(yè)，需對中國未來的能源消費模式進(jìn)行較為精確的預(yù)測分析。通過新一代信息技術(shù)可以獲取、存儲分析大量的能源消耗數(shù)據(jù)，并且可以利用先進(jìn)的人工智能算法更準(zhǔn)確地分析能源消費數(shù)據(jù)，探索能源消費模式，獲取每一類能源消費模式背后隱含的能源消費行為，對能源消費模式發(fā)展進(jìn)行宏觀預(yù)測和消費引導(dǎo)。如基于大數(shù)據(jù)平臺的“能耗管理系統(tǒng)”可以實現(xiàn)工廠能源消費趨勢預(yù)測[43]。同時，新一代信息技術(shù)在能源、礦產(chǎn)資源消費場景中的負(fù)荷檢測和分解技術(shù)等也在逐步推廣，對能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、用戶互動化服務(wù)、需求響應(yīng)支撐、用戶節(jié)能等方面意義重大，是制定智慧用能、節(jié)能策略的基礎(chǔ)[44]。

2.人工智能助推能源消費模式升級

利用新一代信息技術(shù)可以實現(xiàn)用戶畫像與用戶能源消費行為特征分析。用戶畫像作為真實用戶的虛擬代表，是建立在真實大數(shù)據(jù)上的用戶模型，是挖掘用戶需求和價值，進(jìn)行分類和精準(zhǔn)能源營銷的基礎(chǔ)?；?G通信的智能量測終端、非侵入式負(fù)荷分解技術(shù)使能源用戶的數(shù)據(jù)得以實時高密度采集[45]，利用AI技術(shù)分析這些能源大數(shù)據(jù)的自相關(guān)性和互關(guān)聯(lián)性，解析用戶用能習(xí)慣和行為特性[46]?；谶@些信息建立的用能特征可進(jìn)一步進(jìn)行能源消耗量預(yù)測，為需求側(cè)響應(yīng)決策提供消費側(cè)用能依據(jù)。

3.多技術(shù)融合促進(jìn)能源消費平臺智能化發(fā)展

基于大數(shù)據(jù)、5G、人工智能等新一代信息技術(shù)，打造多式聯(lián)動能源消費綜合服務(wù)平臺，實現(xiàn)在不同地區(qū)、不同企業(yè)主體之間構(gòu)建合作網(wǎng)絡(luò)，將推動礦山企業(yè)、港口及物流園區(qū)等企業(yè)的能源消費信息共享、資源互通。

（1）智能化能源消費平臺將具備能源監(jiān)控、分析、管理、交易、運營等功能，通過監(jiān)測能源交易狀態(tài)，實現(xiàn)消費全景動態(tài)展現(xiàn)。

（2） 通過構(gòu)建客戶畫像，提供差異化服務(wù)策略；通過能源消費結(jié)算，滿足多類型能源消費需求，為能源傳輸、銷售等服務(wù)提供運營平臺與數(shù)據(jù)支撐。

（3） 通過平臺對用戶的用熱、用電、用水、用氣等能源消費數(shù)據(jù)開展實時監(jiān)測，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)開展區(qū)域能耗分析，對區(qū)域總體、各行業(yè)、各類型用戶的能源消費開展監(jiān)測對比，幫助政府掌握區(qū)域能源供需動態(tài)，支撐政府部門開展區(qū)域節(jié)能降耗、優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)等[47]。

（四）新一代信息技術(shù)助力能源與礦業(yè)市場交易

在市場環(huán)節(jié)主要從交易機制、交易平臺及市場風(fēng)險量化評估等角度進(jìn)行探討。其中，傳統(tǒng)的能源礦業(yè)交易機制以集中式優(yōu)化決策的資源配置方式為主，難以適用大量分布式新能源及新型礦業(yè)產(chǎn)業(yè)參與的交易場景；而傳統(tǒng)交易平臺分布具有明顯的聚集性、地域性，導(dǎo)致其區(qū)域分化、各自為政以及交易信息壁壘等問題較為突出[48]；在市場風(fēng)險量化評估中則存在缺少跨區(qū)域的市場規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的監(jiān)管評估手段，同時存在大量不正當(dāng)套利空間甚至作弊行為，導(dǎo)致市場自我優(yōu)化資源配比能力喪失，增加了市場系統(tǒng)性風(fēng)險[49]。上述問題亟需新一代信息技術(shù)的助力，以提高對市場的認(rèn)知和監(jiān)管能力，以應(yīng)對市場中不斷凸顯的不穩(wěn)定性和不確定性所帶來的挑戰(zhàn)，避免重大突發(fā)事件所帶來的巨大損失。

1.基于區(qū)塊鏈技術(shù)的能源與礦業(yè)交易新機制

隨著分布式能源的廣泛接入，分布式能源交易呈現(xiàn)出參與者海量、單筆小額、位置分散等特點，增加了交易中心的處理難度、風(fēng)險性和運行成本。同時，分布式能源交易還涉及多部門、多層級的補貼政策落實、消納責(zé)任考核等問題。針對上述問題，可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化、透明可追溯、易實現(xiàn)智能合約等特點構(gòu)建新型能源與礦業(yè)交易新機制，實現(xiàn)交易的發(fā)起、報送、訂單合約生成、結(jié)算等各環(huán)節(jié)的自動化，以降低數(shù)量巨大的新能源交易流程復(fù)雜度和管理成本。同時，區(qū)塊鏈平臺還提供了透明可追溯的訪問機制，利用特有的數(shù)字加密技術(shù)提供持久、雙向平等和安全的訪問機制[50]。此外，還可將傳統(tǒng)的交易審查審閱、公開賬本維護工作交給由相關(guān)政府部門認(rèn)證通過的第三方機構(gòu)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)的可追溯性，實現(xiàn)對每筆交易的輔助監(jiān)管，快速準(zhǔn)確識別惡意節(jié)點或存在的隱秘違規(guī)行為，維護能源與礦業(yè)交易市場的健康秩序。

2.基于新一代信息技術(shù)的跨行業(yè)能源交易平臺

全球能源組成結(jié)構(gòu)由單一化石能源為主向化石能源與清潔能源多能融合驅(qū)動方向發(fā)展。不同能源在生產(chǎn)側(cè)、運輸側(cè)和消費側(cè)等不同環(huán)節(jié)以及在物理和信息等不同層面均存在互相滲透和相互融合特征，因此亟需構(gòu)建開放、標(biāo)準(zhǔn)、安全的多層次國際化跨行業(yè)能源交易平臺，以實現(xiàn)多能源互通、各行業(yè)信息共享以及公平開放交易。為此，可利用5G通信技術(shù)實現(xiàn)針對能源交易過程中產(chǎn)生的海量賬本、圖像、視頻、文本數(shù)據(jù)的敏捷可靠傳輸，實現(xiàn)各能源供應(yīng)主體（煤炭、礦業(yè)、電力、天然氣、石油等運營商）和終端用戶之間高效安全的數(shù)據(jù)交互[51]。同時，利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)中臺技術(shù)，收集并處理平臺內(nèi)市場參與者詳細(xì)的生產(chǎn)、運輸、倉儲和消費數(shù)據(jù)，將海量碎片化信息轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量數(shù)據(jù)資產(chǎn)，并使用人工智能+大數(shù)據(jù)分析算法挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在規(guī)律，對市場趨勢、價格走勢等問題進(jìn)行預(yù)測，為上層業(yè)務(wù)提供底層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[52]。

3.基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的市場風(fēng)險量化評估

能源與礦業(yè)市場風(fēng)險評估是指對其潛在問題可能導(dǎo)致的風(fēng)險及其后果實現(xiàn)量化評估，確定其嚴(yán)重程度，并做出正確的防范策略，執(zhí)行防御措施。鑒于現(xiàn)代能源礦業(yè)市場所面臨的風(fēng)險復(fù)雜多樣性，以及期貨市場的不可預(yù)測性，通過建立不同市場主體風(fēng)險預(yù)警體系，采用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)根據(jù)不同風(fēng)險交易過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量化各損失指標(biāo)；隨后發(fā)揮大數(shù)據(jù)的預(yù)判功能和人工智能的風(fēng)險辨識能力，實現(xiàn)對重點、高危主體的交易數(shù)字化管控，主動發(fā)現(xiàn)、糾正擾亂市場秩序的違法行為，實現(xiàn)對市場的主動監(jiān)管、動態(tài)監(jiān)管和全程監(jiān)管。

（五）新一代信息技術(shù)助力政府監(jiān)管

能源與礦業(yè)是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是高投入、高污染、高風(fēng)險產(chǎn)業(yè)，需要政府部門全面監(jiān)管，以規(guī)范企業(yè)行為，保障生產(chǎn)安全、市場有序，并實現(xiàn)特定政策目標(biāo)。在能源與礦業(yè)體系治理和監(jiān)管應(yīng)用中，新一代信息技術(shù)已在安全、市場、環(huán)保等監(jiān)管領(lǐng)域進(jìn)行了試點，在加大政府監(jiān)管力度、拓展監(jiān)管寬度、推動監(jiān)管平臺信息化建設(shè)等方面取得了良好效果[53,54]。

1.新一代信息技術(shù)促進(jìn)安全監(jiān)管工作的深入開展

在能源礦業(yè)生產(chǎn)運輸過程中，設(shè)備系統(tǒng)分散，人員、車輛流動性強。為了保障能源與礦業(yè)安全生產(chǎn)，需要在各個生產(chǎn)和運輸主體中加裝大量的監(jiān)測傳感器、射頻終端、高清攝像頭、激光雷達(dá)等，并對各類監(jiān)控設(shè)備所產(chǎn)生的海量感知數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、整理、分析，保證生產(chǎn)及運輸?shù)目煽窟\行。

5G技術(shù)具備全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、至少十倍于4G的峰值速率、毫秒級的傳輸時延和千億級的連接能力，是提升能源礦業(yè)安全監(jiān)管響應(yīng)能力的重要手段[55]。人工智能技術(shù)則能夠提升系統(tǒng)和執(zhí)行機械的智能化水平，進(jìn)而代替人類完成能源與礦業(yè)全過程中復(fù)雜危險的監(jiān)管作業(yè)，精準(zhǔn)區(qū)分各種潛在危險，有效提升安全生產(chǎn)、運輸?shù)母兄芰56,57]。大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)在多樣化信息資產(chǎn)的應(yīng)用，使得監(jiān)管系統(tǒng)能夠快速整合各級能源監(jiān)管部門之間的安全監(jiān)管數(shù)據(jù)，消除信息孤島，實現(xiàn)信息共享，便于監(jiān)管機構(gòu)從全局角度進(jìn)行管理[58]，如圖7所示。

圖7 能源與礦業(yè)生產(chǎn)運輸監(jiān)管

2.大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈技術(shù)助力能源交易市場監(jiān)管能力提升

構(gòu)建政府監(jiān)管下的政企分開、公平競爭、開放有序、健康發(fā)展的能源與礦業(yè)市場體系是能源體制改革的基本目標(biāo)，而加強能源礦業(yè)市場監(jiān)管是推進(jìn)這一體系建設(shè)的重要保障。因此，亟需建立能源與礦業(yè)市場政府監(jiān)管統(tǒng)一平臺，對交易主體、能源價格等進(jìn)行全面有效的監(jiān)管和約束。平臺可通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提取能源市場監(jiān)管有價值的信息，監(jiān)測能源商品及其衍生品對金融市場產(chǎn)生的影響，便于政府采取相應(yīng)措施避免能源市場被操縱或濫用，防范金融風(fēng)險和能源價格失控，增強能源市場監(jiān)管的靶向性和穩(wěn)定性[59]。同時，可利用區(qū)塊鏈技術(shù)提升監(jiān)管數(shù)據(jù)的安全性，防止偽造監(jiān)管數(shù)據(jù)等情況發(fā)生，保證政府對交易源頭的監(jiān)督、審查和依法懲處[60]。

3.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐環(huán)境保護監(jiān)管的有效運行

融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、遙感成像技術(shù)和基于人工智能的圖像分析技術(shù)，構(gòu)建智能化環(huán)境監(jiān)管立體感知體系，實時感知能源生產(chǎn)過程中的環(huán)境變化，實現(xiàn)能源生產(chǎn)過程全周期、全覆蓋的實時監(jiān)測，對突發(fā)惡性事件進(jìn)行快速甄別、快速響應(yīng)，將能源礦業(yè)生產(chǎn)過程中的環(huán)保污染遏制于源頭。

五、新一代信息技術(shù)支撐能源與礦業(yè)治理體系重構(gòu)

隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展和能源產(chǎn)業(yè)升級，綜合考慮國際政治經(jīng)濟形勢變化，傳統(tǒng)的能源礦業(yè)體系與治理模式已經(jīng)落后于產(chǎn)業(yè)實際發(fā)展，不能滿足需求。新一代信息技術(shù)將極大地提升對能源礦業(yè)體系中各個環(huán)節(jié)的監(jiān)測、分析、研判、監(jiān)管和治理能力。

通過分析能源礦業(yè)領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的特性，實現(xiàn)新一代信息技術(shù)助力下的能源與礦業(yè)治理體系重構(gòu)。

（1） 實現(xiàn)能源礦業(yè)消費治理，形成綠色能源消費治理體系，提升能源利用效率和節(jié)能減排水平。

（2） 實現(xiàn)能源礦業(yè)制度治理，對內(nèi)根據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀加強相關(guān)方面的約束和治理，為自身的發(fā)展提供更為堅實的基礎(chǔ)，對外為國際資本的合理涌入提供更為優(yōu)越的環(huán)境。

（3） 實現(xiàn)能源礦業(yè)技術(shù)治理，推動環(huán)境問題治理，推進(jìn)全球環(huán)境污染治理進(jìn)程。推進(jìn)能源與礦業(yè)治理體系的組成系統(tǒng)化、治理高效化。

（4） 實現(xiàn)能源礦業(yè)供給治理，切實保障國家能源供應(yīng)安全，緩解能源博弈對經(jīng)濟社會發(fā)展的危害。

（5） 實現(xiàn)能源礦業(yè)對外治理，緩解國內(nèi)能源供需矛盾，促進(jìn)能源經(jīng)濟的健康發(fā)展，加強國際話語權(quán)以促進(jìn)國家能源新格局、新秩序的建立。

通過以上五大治理能力的提高，全方位構(gòu)建能源礦業(yè)體系治理新模式，全面助力國家能源產(chǎn)業(yè)革命。

六、措施建議

(一)建立國家能源與礦業(yè)安全生產(chǎn)、交易智能化平臺

建立國家級能源與礦業(yè)安全生產(chǎn)智能化平臺，將能源生產(chǎn)的主要危險源、高危作業(yè)崗位、安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)等信息納入平臺，實現(xiàn)能源生產(chǎn)全流程智能化運行?；凇?G+ABCD”技術(shù)支撐，即5G與人工智能（AI）、區(qū)塊鏈、云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的緊密結(jié)合，建設(shè)礦企-集團-省級-國家四級煤炭生產(chǎn)和交易共享智能化平臺，構(gòu)建現(xiàn)代能源礦業(yè)治理技術(shù)體系。實現(xiàn)對各類能源與礦產(chǎn)資源存量信息、消耗量信息、交易信息等全面及時可靠采集與監(jiān)管；通過易貨交易、數(shù)字貨幣等方式實現(xiàn)能源交易“去美元化”，保障我國能源與礦山資源的交易安全。

(二)開展關(guān)鍵基礎(chǔ)理論、短板技術(shù)和裝備專項攻關(guān)

設(shè)立國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究重大專項、科學(xué)儀器重大專項、重點研發(fā)計劃等，深入開展海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析、多場景的海量大鏈接低延時高可靠通信標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建、人工智能弱穩(wěn)定性突破和泛化能力提升、基于區(qū)域鏈的能源礦業(yè)交易智能合約技術(shù)構(gòu)建等基礎(chǔ)理論研究。建議將智能裝備納入國家智能制造發(fā)展規(guī)劃，加大對于高端智能化裝備、機器人等的研發(fā)和應(yīng)用，并給予財稅政策支持。

(三)支持能源與礦業(yè)領(lǐng)域新基建及關(guān)鍵性礦產(chǎn)資源儲備

將新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、關(guān)鍵性礦產(chǎn)資源儲備納入國家戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，加大對能源與礦業(yè)領(lǐng)域5G網(wǎng)絡(luò)部署優(yōu)化技術(shù)、礦山數(shù)據(jù)特征篩選及融合技術(shù)、區(qū)塊鏈等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加大關(guān)鍵礦產(chǎn)資源安全與管理研究，切實保障關(guān)鍵礦產(chǎn)資源安全。

(四) 加強政策支持和資金保障

按照“政府主導(dǎo)、政策推動、企業(yè)實施”的原則，從國家層面設(shè)立能源與礦業(yè)治理信息平臺專項資金，推動全國統(tǒng)一、部門聯(lián)合、行業(yè)協(xié)同的國家級能源、礦業(yè)安全生產(chǎn)與交易智能化平臺的頂層設(shè)計與基礎(chǔ)建設(shè)，支持國有能源與礦業(yè)企業(yè)信息平臺智能化改造。從省級層面出臺能源與礦業(yè)新基建招商和產(chǎn)業(yè)扶持政策，積極爭取金融機構(gòu)貸款，加大金融機構(gòu)融資力度，引導(dǎo)社會資本加大投入，挖掘企業(yè)自籌資金潛力，提升企業(yè)資金保障程度。