合同能源管理在醫(yī)院建筑節(jié)能改造中的應(yīng)用

高燕

上海市嘉定區(qū)婦幼保健院

0 引言

在低碳環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展為基本國策的時代背景下，節(jié)能減排是城市建設(shè)及城市改造過程中的關(guān)鍵一環(huán)。據(jù)統(tǒng)計，我國單位面積的建筑能耗是發(fā)達(dá)國家的3～4倍，在我國大多數(shù)城市中，90%以上的公共建筑存在能耗過高的問題，年平均能耗強(qiáng)度可達(dá)80～400 kWh/m2，其中照明及暖通空調(diào)能耗是主要部分。因此，針對既有建筑特別是公共建筑開展節(jié)能改造是實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的關(guān)鍵工作內(nèi)容，而開展合同能源管理則是充分調(diào)動用能單位節(jié)能改造積極性，并有效利用市場資源，最終落實節(jié)能減排目標(biāo)的有效途徑。醫(yī)院建筑作為典型的公共建筑類型之一，具有用能需求多樣、用能系統(tǒng)復(fù)雜、單位面積能耗強(qiáng)度高等特點，因此采用合同能源管理模式進(jìn)行節(jié)能改造，充分借助市場資金及節(jié)能服務(wù)公司的技術(shù)優(yōu)勢，是實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)、建立節(jié)約型公共結(jié)構(gòu)的重要手段。

本文對合同能源管理的概念內(nèi)涵、發(fā)展現(xiàn)狀、扶持政策、改造技術(shù)以及常見的商業(yè)模式進(jìn)行概述，并以醫(yī)院建筑改造項目為案例，對其合同能源管理的實施方案、商業(yè)模式、以及風(fēng)險管控進(jìn)行介紹，旨在為我國公共建筑特別是醫(yī)院建筑的節(jié)能改造提供參考依據(jù)。

1 合同能源管理概述

1.1 概念內(nèi)涵

合同能源管理（Energy Performance Contracting，簡稱EPC，在國內(nèi)又稱Energy Management Contracting，即EMC）起源于20世紀(jì)70年代的美國，其內(nèi)涵是指由專業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司與用能單位簽訂能源服務(wù)合同，為用能單位提供節(jié)能診斷、融資、改造、運(yùn)維等服務(wù)，并以節(jié)能效益分享的方式回收投資成本并獲得合理利潤的商業(yè)服務(wù)模式。該模式對用能單位而言，不僅可以降低其節(jié)能改造的投資成本與技術(shù)風(fēng)險，還可以充分調(diào)動其開展節(jié)能改造的積極性[1]。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展越來越受到環(huán)境、資源的制約，節(jié)能減排工作的重要性愈發(fā)顯著，針對存量既有建筑開展合同能源管理是落實節(jié)能減排目標(biāo)的有效途徑。我國自20世紀(jì)90年代初開始探索合同能源管理在國內(nèi)的應(yīng)用，在世界銀行和全球環(huán)境基金（GEF）的支持下，通過示范、引導(dǎo)和推廣，節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，專業(yè)化的節(jié)能服務(wù)公司不斷增多，服務(wù)范圍已擴(kuò)展到工業(yè)、建筑、交通、公共機(jī)構(gòu)等多個領(lǐng)域[2]。據(jù)統(tǒng)計，截止到2016年，我國的合同能源管理產(chǎn)值已達(dá)到1 250．26億元，項目投資額已達(dá)到412．43億元，實現(xiàn)的節(jié)能量已達(dá)到1 648．39萬tce[3]。

1.3 相關(guān)政策

國家發(fā)改委等部門于2010年發(fā)布了《關(guān)于加快推行合同能源管理促進(jìn)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見》（國辦發(fā)[2010]25號），財政部相應(yīng)出臺了《合同能源管理財政獎勵資金管理暫行辦法》（財建[2010]249號）。各地政府也針對合同能源管理相應(yīng)出臺了支持政策，以上海市政府為例，近年已陸續(xù)發(fā)布了《上海市加快推行合同能源管理促進(jìn)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施意見的通知》（滬府辦發(fā)[2010]21號）、《上海市合同能源管理項目財政獎勵辦法》（滬經(jīng)信法[2010]833號）、《上海市年節(jié)能減排（應(yīng)對氣候變化）專項資金管理辦法》（滬府辦發(fā)[2017]9號）、《上海市工業(yè)節(jié)能和合同能源管理項目專項扶持辦法》（滬經(jīng)信法[2017]220號）、《上海市公共機(jī)構(gòu)合同能源管理項目管理辦法》（滬府辦規(guī)[2018]17號）等文件，從政策引導(dǎo)及資金扶持上給予大力支持，以促進(jìn)合同能源管理及節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。

1.4 改造技術(shù)

既有建筑節(jié)能改造是一項系統(tǒng)工程，主要涉及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造、暖通空調(diào)系統(tǒng)改造、照明燈具系統(tǒng)改造、生活熱水系統(tǒng)改造、能源管理及樓宇自控系統(tǒng)改造等多個技術(shù)領(lǐng)域。對住宅建筑而言，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)（如屋頂、外窗等）是主要的改造對象，而對大型公共建筑而言，機(jī)電用能系統(tǒng)則是改造的重點。例如，醫(yī)院建筑的能源消耗主要以電力、空調(diào)、熱水為主，用能需求量大且用能特性較為穩(wěn)定，因此其節(jié)能改造的重點對象是空調(diào)系統(tǒng)及生活熱水系統(tǒng)，改造內(nèi)容主要涉及供能主機(jī)系統(tǒng)、輸配管網(wǎng)系統(tǒng)、末端控制系統(tǒng)、節(jié)能運(yùn)行管理等方面。此外，將傳統(tǒng)燈具替換為LED節(jié)能燈具已是節(jié)能改造的常規(guī)內(nèi)容之一，根據(jù)醫(yī)院的用能特性，將其與智能控制系統(tǒng)相結(jié)合，可有效降低醫(yī)院的照明能耗。

1.5 商業(yè)模式

歷經(jīng)多年的發(fā)展，合同能源管理在我國已形成了較為成熟的商業(yè)應(yīng)用模式，主要包括三種類型，即節(jié)能效益分享型、節(jié)能量保證型、能源費用托管型[1]。節(jié)能效益分享型是指節(jié)能改造工程的投入按照節(jié)能服務(wù)公司與用能單位的約定共同承擔(dān)或由節(jié)能服務(wù)公司單獨承擔(dān)，當(dāng)項目完成后，用能單位在一定的合同期內(nèi)，按比例與節(jié)能公司分享由項目產(chǎn)生的節(jié)能效益。節(jié)能量保證型是指由用能單位獨立投資，節(jié)能服務(wù)公司向用能單位提供節(jié)能服務(wù)并承諾保證項目節(jié)能效益。能源費用托管型是指用能單位委托節(jié)能服務(wù)公司出資進(jìn)行節(jié)能改造及運(yùn)行管理，并按照雙方約定將能源費用交由節(jié)能服務(wù)公司管理，同時節(jié)省下來的能源費用歸屬節(jié)能服務(wù)公司的。上述三種合同能源管理的商業(yè)模式也可以根據(jù)具體情況形成多種復(fù)合型商業(yè)模式，近年綠色金融的快速發(fā)展也進(jìn)一步促進(jìn)了合同能源管理模式的不斷完善及成熟[4]。

2 醫(yī)院建筑合同能源管理案例簡介

本文以上海市嘉定區(qū)婦幼保健院為例，對其采用合同能源管理的改造方案、商業(yè)模式、實施流程、經(jīng)濟(jì)效益以及存在問題進(jìn)行簡要分析，旨在為我國醫(yī)院建筑采用合同能源管理模式進(jìn)行節(jié)能改造的進(jìn)一步推廣提供參考。

2.1 項目概況

上海市嘉定區(qū)婦幼保健院始創(chuàng)于1950年，是一所集醫(yī)療、保健、科研及教學(xué)為一體的現(xiàn)代化二級甲等婦幼保健?？漆t(yī)院。醫(yī)院于2012年整體搬遷至嘉定新城，院區(qū)總建筑面積3．4萬m2，院區(qū)共建設(shè)2棟樓，其中主樓由門診綜合樓、婦幼所樓、醫(yī)技住院樓組合而成，輔樓為醫(yī)院餐廳。門診綜合樓與婦幼所樓為地上三層，醫(yī)技住院樓為地上八層，地下一層為設(shè)備用房及車庫。院區(qū)核定床位300張，常駐人數(shù)為636人，年門急診量約46萬人次，院區(qū)的實景如圖1所示，總平面示意圖如圖2所示。

圖1 上海市嘉定婦幼保健院實景圖

圖2 上海嘉定婦幼保健院總平面示意圖

上海市嘉定婦幼保健院的主要用能類別包括電力、天然氣和水，主要用能系統(tǒng)包括暖通空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電、醫(yī)療設(shè)備和其他系統(tǒng)。其中，空調(diào)冷源采用3臺制冷量為810 kW的螺桿式冷水機(jī)組，配備4臺功率為30 kW的冷凍水泵（已采用變頻裝置）及4臺功率為30 kW的冷卻水泵（采用工頻運(yùn)行）。空調(diào)熱源采用2臺制熱量為2 100 kW的燃?xì)鉄崴仩t，配備4臺功率為7．5 kW的循環(huán)熱水泵。生活熱水系統(tǒng)與空調(diào)熱源共用2臺鍋爐，采用容積式換熱器制取生活熱水?？照{(diào)末端采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，部分區(qū)域采用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)及分體式空調(diào)系統(tǒng)。醫(yī)院照明燈具采用傳統(tǒng)燈具，燈具類型主要為T8格柵燈、節(jié)能筒燈。醫(yī)院原本設(shè)有BA系統(tǒng)，但未進(jìn)行有效維護(hù)，在改造前已無法使用，空調(diào)及生活熱水系統(tǒng)的啟?？刂萍斑\(yùn)行參數(shù)設(shè)定主要通過人工操作進(jìn)行管理。此外，醫(yī)院設(shè)有分項計量能耗監(jiān)測系統(tǒng)，但無法實現(xiàn)分樓層及分科室計量。據(jù)統(tǒng)計，醫(yī)院在改造前一年的能源費用約500萬元。

2.2 改造方案

近年來，隨著醫(yī)院的能源系統(tǒng)逐漸老化，設(shè)備效率也逐漸下降。為了加強(qiáng)醫(yī)院的節(jié)能管理，降低能耗消耗水平，創(chuàng)建綠色節(jié)能醫(yī)院，進(jìn)一步發(fā)揮醫(yī)療公共機(jī)構(gòu)在節(jié)能減排方面的示范作用，醫(yī)院專門聘請專業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司對院區(qū)的能源系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能改造，具體實施的改造內(nèi)容包括空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)、照明燈具、能耗監(jiān)測及樓宇BA系統(tǒng)等方面改造。其中，空調(diào)系統(tǒng)改造采用了12臺高效風(fēng)冷熱泵機(jī)組（單臺制冷量為135 kW，制熱量為140 kW）替換原有的空調(diào)冷熱源設(shè)備。生活熱水系統(tǒng)改造采用了3臺高效空氣源熱泵熱水機(jī)組（單臺制熱量為80 kW）替換原有的生活熱水系統(tǒng)。照明燈具系統(tǒng)將原有的T8格柵燈、節(jié)能筒燈替換為LED節(jié)能燈具。能耗監(jiān)測系統(tǒng)在原始系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了分樓層及分科室計量。樓宇BA系統(tǒng)進(jìn)行了整體修復(fù)，并針對新增系統(tǒng)進(jìn)行了集成設(shè)置，可實現(xiàn)對各設(shè)備的遠(yuǎn)程統(tǒng)一控制。在改造過程中，將空調(diào)系統(tǒng)的原始末端控制器（機(jī)械式溫控器）替換為聯(lián)網(wǎng)型液晶溫控器，并將其集成到BA系統(tǒng)中，實現(xiàn)智能群控。此外，增設(shè)一套節(jié)能宣傳展示系統(tǒng)，用于播放醫(yī)院節(jié)能改造相關(guān)視頻，倡導(dǎo)行為節(jié)能并宣傳節(jié)能相關(guān)知識。醫(yī)院的總體改造情況如圖3所示。

2.3 商業(yè)模式

圖3 節(jié)能改造方案示意圖

醫(yī)院的節(jié)能改造工作始于2018年3月，歷經(jīng)前期的能源審計、方案設(shè)計、招標(biāo)采購、施工安裝、系統(tǒng)調(diào)試等工作內(nèi)容，最終于2019年9月完成了竣工驗收。此次改造采用節(jié)能效益分享型與節(jié)能量保證型相結(jié)合的合同能源管理模式，前期項目改造的投資成本由節(jié)能服務(wù)公司獨立承擔(dān)，合同分享期為9年。截止目前，改造后醫(yī)院的能源系統(tǒng)已投入運(yùn)營100余天，預(yù)期年節(jié)能率可達(dá)到15%以上，年可節(jié)省費用約100萬元，年可節(jié)約329．1tce。在節(jié)能效益分享期內(nèi)，若因醫(yī)院的建筑業(yè)態(tài)、用能設(shè)備、運(yùn)行規(guī)律、極端天氣等不可預(yù)見因素導(dǎo)致能耗發(fā)生較大變化時，可對該部分能耗進(jìn)行修正，進(jìn)而核算實際節(jié)能率。此外，在分享期內(nèi)，由節(jié)能服務(wù)公司負(fù)責(zé)改造系統(tǒng)的日常運(yùn)營及維護(hù)，當(dāng)分享期結(jié)束后，改造的設(shè)備資產(chǎn)移交醫(yī)院管理，節(jié)能效益則由醫(yī)院獨享。

2.4 風(fēng)險管控

節(jié)能改造項目采用合同能源管理存在多種不確定性風(fēng)險因素[5]，例如包括技術(shù)風(fēng)險、組織管理風(fēng)險、節(jié)能量風(fēng)險等。上海市嘉定婦幼保健院的節(jié)能改造工作在實施過程中也存在各種風(fēng)險問題，例如前期改造方案的設(shè)計不夠完善導(dǎo)致實際改造投資成本增加，原始竣工資料缺失導(dǎo)致現(xiàn)場實施難度加大，施工階段需要停水停電可能會影響醫(yī)院的正常運(yùn)營，新增設(shè)備需要采用吊裝方式進(jìn)行安裝存在安全隱患，運(yùn)營階段存在節(jié)能量不確定性等問題。

采用合同能源管理模式進(jìn)行節(jié)能改造是一項系統(tǒng)工程，涉及到前期勘查、方案設(shè)計、招標(biāo)采購、施工安裝、竣工調(diào)適、運(yùn)維管理以及后評估等全過程工作，而醫(yī)院建筑的用能需求及運(yùn)營特性又有其特殊性，在節(jié)能改造過程中不可避免的存在諸多現(xiàn)實困難及風(fēng)險因素，在節(jié)能改造流程中每一個環(huán)節(jié)的決策失誤都會影響到后續(xù)工作，從而對最終的節(jié)能效益造成影響。因此，為有效規(guī)避上述風(fēng)險隱患，在醫(yī)院建筑實施節(jié)能改造的前期需要充分收集項目信息，需要對改造方案進(jìn)行充分論證，確保改造方案的合理性與經(jīng)濟(jì)性。在施工期間需要充分考慮并評估施工改造對醫(yī)院運(yùn)營造成的影響，采取有效措施從而盡可能規(guī)避各類安全風(fēng)險隱患。在運(yùn)營階段需要有效落實系統(tǒng)調(diào)試工作，加強(qiáng)醫(yī)院的后勤運(yùn)維水平，在保障醫(yī)院正常安全運(yùn)營的基礎(chǔ)上充分挖掘各類用能系統(tǒng)的運(yùn)行節(jié)能潛力，并不斷完善優(yōu)化醫(yī)院的后勤運(yùn)維管理制度及工作流程，同時加強(qiáng)醫(yī)院內(nèi)部的節(jié)能宣傳工作，最終為達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效益奠定堅實的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

醫(yī)院建筑采用合同能源管理進(jìn)行節(jié)能改造，可以在低成本投資的條件下實現(xiàn)能源系統(tǒng)的更新?lián)Q代，借助節(jié)能服務(wù)公司的技術(shù)優(yōu)勢，可以有效提升醫(yī)院的后勤運(yùn)維管理水平，在實現(xiàn)節(jié)能效益的同時，也有助于醫(yī)院樹立綠色節(jié)約型公共機(jī)構(gòu)的社會形象，因此有必要在全社會進(jìn)行大力推廣。與此同時，醫(yī)院采用合同能源管理進(jìn)行節(jié)能改造也存在各類風(fēng)險因素，關(guān)于在項目實施的全過程中如何采取有效措施以充分應(yīng)對這些風(fēng)險因素還有待進(jìn)一步探索。