探索能源费用托管 赋能医院绿色发展

　　 文/杨睿 高昊 张为玮 符伟 张文韬

　　大型医疗机构在地方企事业单位中是用电用能重点单位，这与医疗机构照明、空调、通风、大型医疗设备高功率、持续运转的特点直接相关，因此，在医疗机构特别是大型医疗机构探索技术创新、管理创新实现节能降耗，对于地方实现绿色低碳转型具有实际意义。中国中医科学院广安门医院积极落实有关政策要求，主动运用节能市场化机制，引入能源费用托管服务，实现医院节能管理能力和智慧服务水平的双提升，为打造绿色医院、智慧医院贡献新方案，助力医院后勤保障高质量发展。 

　　能源费用托管服务目标和主要内容 

　　广安门医院是一所集医疗、教学、科研和预防保健为一体的三级甲等医院。目前，医院本部总建筑面积11.7万余平方米，2023年能耗总费用约2100万元，其中电费1250万元。 

　　2019年，以国家绿色低碳转型政策为导向，为提升后勤保障水平和运行效率，加强能源管理，医院建设了智慧后勤运维系统，采集后勤设备、能源及环境等有关参数，初步实现了部分区域及重点机房的能源消耗监测和运行监控，辅助后勤运维人员提供标准化、专业化、集约化的后勤管理服务。 

　　为进一步提高系统使用效率，实现节能降耗目标，减少运行中不必要的能源费用支出，2024年1月，医院在中央政府采购网对“中国中医科学院广安门医院综合能源服务项目”进行公开招标，最终于2024年4月，与国网（北京）综合能源有限公司签署了能源费用托管服务合同，服务周期10年，向引入节能专业化服务、提升专业化管理水平迈出关键一步。主要实施内容如下： 

　　——空调群控系统建设。全院现有4组中央空调系统，其中1套系统具备自动化群控系统，本项目对其余3套系统进行自动化群控系统改造。项目通过建设整体中央空调节能控制系统（也称群控系统），采用冷水机房综合优化算法，跟踪冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的性能曲线，对每台设备采用主动式控制和整个机房设备的集成控制，实现整个制冷空调系统综合能耗最低的目标。 

　　节能优化系统是以冷水机房设备数学模型为基础、以整个制冷空调系统效率最高为目标的多维、主动寻优节能控制系统。冷水机房的主要耗能设备为冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔，机房的综合能耗由每个单体设备的能耗累加而成，但是每个单体设备的能耗又受到多种因素的影响。 

　　在具体的控制策略中，首先根据冷水机房内各设备的特性建立各自的能耗数学模型，在此基础上建立整个冷水机房的能量平衡数学模型及能耗数学模型。在系统运行时，智能控制主处理器以一定的时间步长测量制冷负荷的实时值及其他参数（例如温度、压力、室外工况、流量等），并据此进行各能耗数学模型的联合计算，从成百上千种运行组合方式中，找出能够满足此制冷负荷且整个空调系统总能耗最低（即整体效率最高）的工作状态。在此基础上，智能控制器确定各受控变量的目标值，并将之传送到对应设备的智能从站中，再由智能从站控制各台设备运行，使整个空调系统运行在效率最高的状态下，从而以强大的数据库背景和完善的数学模型来实现综合的、非单个设备的系统节能控制。由此，实现整个制冷空调系统综合能耗最低的目标。 

　　经初步测算，建设3套空调群控系统年均节能量可达37.40万千瓦时，单项节能率在15%至18%左右。 

　　——照明灯具更换及智能照明控制系统建设。医院照明灯具数量庞大，近年来医院对部分长时间使用的灯具、达到使用年限的灯具进行了更换，但仍有12000余盏灯具为传统荧光灯管或其他相对能耗较高灯具，可以更换为LED灯具以实现节能降耗。相对荧光灯管，LED灯具具有寿命长、光效高、无辐射与低功耗的显著特点。 

　　经测算，通过节能灯具更换，医院年均节能量可达42.27万千瓦时，单项节能率接近50%。 

　　——智慧后勤体系建设。2019年，在智慧医院建设规划的框架下，建设了医院智慧后勤一体化管理平台，包含一体化平台及综合监控、能源管理、设备管理为主的三大业务模块。 

　　通过能源费用托管服务项目，根据医院后勤安全监管、能源精细化计量、高效管理等多方面的需求，充分利用医院现有资源对平台进行全面升级：一是将平台作为后勤管理的数字化底座，统一技术架构、统一管理、统一数据中心、统一服务标准，打破信息孤岛，提供技术中台、数据中台、业务中台等基础技术能力，实现数据互联互通。二是围绕能源管理、设备安全监控、后勤保障服务、资产管理、驾驶舱等场景，利旧、增补基础物联网硬件设备，一体化管控医院各项资源数据，持续优化医院现有流程，拉通线上线下，打通各业务部门，实现流程标准化，提升流转效率。三是基于大数据分析建立医院指标评价体系，通过对指标的深入分析和过程监控，为医院管理人员提供决策支撑和过程监督的依据，协助医院常态化跟踪政策考核指标的变化趋势。四是在设备运行状态、能源消耗数据采集、监视的基础上，保障设备的安全运行，实现部分机房的无人值守，通过智能分析，为设备安全优化运行及节能潜力挖掘提供决策支撑。五是提升后勤服务的效率与质量，对于后勤报修、巡检等业务流程提供信息化工具，在使用期间不断优化业务流程和软件功能，实现后勤一站式服务。最终全面提升医院后勤管理的精细化和信息化水平，为降低万元收入能耗支出提供支撑，同时打造国内医院智慧后勤运营管理标杆。 

　　医院管理节能在具备基础的技术手段后，还需要专业人员在运营过程中进行不断的数据积累和技术迭代，线上线下的深入融合实践。因此，项目配置常驻医院的专业能源经理。一是持续推进医院能源管理体系建设，负责与医院的能源管理体系和设备管理体系保持联动，将能源管理工作的具体部署及能源使用的规划制定实施落实到位，确定各专业的能耗标准；二是负责协助医院进行能源管理工作的组织落实，监督指导运行工程师对用能设备进行运行保障和管理，输出能耗分析报告；三是组织收集、编制各种设备的技术材料、图纸，做好设备技术管理工作；四是定期对平台能耗相关数据进行诊断和分析，实时找出用能问题，提出节能技术建议或节能管理措施，对设备的运行提出优化建议，提交给相关人员执行。 

　　采用能源费用托管服务后，预期可大幅降低医院用能能耗，优化用能结构，提升医院用能安全性，不断增强科室节能意识，根据用能现状测算，医院能源消耗预计降低10%以上，设备故障率降低20%以上，管理效率提升20%以上。 

　　项目实施的难点 

　　基准数据及用电增长率测算的复杂性。医院用电量的基准数据以合同实施前一年度用电总量为参考，未干预状态下的预期用电量变化只能参考既往多个年度用电增长率进行估算，因此实际用电变化与预期用电必然存在不一致性。这就要求相应测算不能出现显著违背测算结果的情况，需要对影响用电变化的因素精确评估。 

　　影响耗能因素的多样性。医院用能的影响因素非常复杂，包括建筑体量、用能人数、用能设备数量、气候甚至其他不可控因素等。医院的各种用电设备数量增减是一种常态，用电设备更新、建筑面积增加等都会影响用电总量，需要在项目实施前对医院主要用电设备及功率形成详细的调查清单；极端天气也会对用电变化造成显著影响，导致出现偏离预期的情况。 

　　节能管理与员工对舒适环境要求的矛盾性。由于存在个体差异，在空调温度、照明照度等方面的要求不一致，一些节能措施可能引发员工的不习惯、不理解，对节能管理造成潜在的障碍。这就需要节能管理制度综合考虑节能管理的要求和员工对办公环境舒适度的需求，在保障适宜办公环境的前提下实现节能降耗。 

　　长周期项目管理存在的不确定性。能源费用托管服务的合同周期为10年，医院在这一较长时间周期中，建筑空间、人员、患者就诊数量、医疗服务模式会发生一定的变化，这些变化必然会影响既有预期电量的变化，如何对偏离预期的情况进行合理适当的调整，是影响项目顺利实施推进的关键问题，需要合同双方提前予以考虑。 

　　推动项目实施的关键环节 

　　做好可行性研究。公立医疗机构重大项目是否可行，关键在两个方面，一是必须符合政策要求，医院为深入了解政策导向，前期开展了较长阶段的调研分析。二是必须具有可操作性，存在实际且较大的节能空间和可实施的节能技术改造及管理手段，即目标可行、技术可行、管理可行、方案可行。在近两年的可行性研究中，医院与国网综合能源服务集团签订综合能源服务战略合作框架协议，充分借力国家电网综合能源服务实践经验及智慧运营管理经验，深入了解相关政策、技术应用及管理模式，双方秉持先行先试、主动作为的合作理念，积极探索建立公立医院“综合能源服务+智慧医院”样板模式，为后续工作奠定了基础。 

　　做好能源审计工作。2022年5月，医院完成能源审计工作，针对用能管理现状、主要建筑物用电系统情况、电力消耗量、能耗指标、未来用电量预测及节能潜力进行统计分析，医院与国网能源公司先后进行多轮论证研究，使能源基准及可能的增长情况更加符合双方预期，形成了方案的基础数据。 

　　做好合同约束下的风险管控。充分分析论证。医院多次邀请能源、信息、医院管理、财务等不同领域的专家，召开“基于综合能源托管服务模式下智慧管理运营平台项目论证会”，对医院智慧管理运营建设的理念创新、方法路径及过程中遇到的痛点难点进行论证分析，对项目实施的政策环境条件、项目可行性、相关数据测算的准确性达成一致意见，并在此基础上对能源审计的基准予以确认。这些数据为后续的节能改造提供了根本依据，也为评估项目效果提供了重要参考。 

　　建立调节机制。由于能源费用托管服务项目周期长，存在出现项目实施偏离双方目标预期的可能性，基于项目双方互利共赢的合作基础，医院与国网能源公司在合同设置了固定条款，即当出现显著偏离双方预期或发生影响项目实施的不可抗力事件时，合作双方必须重新协商解决。 

　　持续监测评估。医院建立了项目审计监测机制，对项目的执行情况、工程实施情况、入场人员工作情况进行有效监控，并定期对能源使用情况进行检测和评估，确保节能效果。通过数据分析和评估，及时调整节能策略，确保项目的持续效益。