2020年，我國提出了“碳達峰、碳中和”的“雙碳”目標，為可持續(xù)發(fā)展注入持久動力。在這個背景下，醫(yī)療領域的“雙碳”使命備受關注，尤其是關注綠色醫(yī)院的建設和暖通系統(tǒng)的節(jié)能創(chuàng)新。醫(yī)院作為社會的健康守護者，其能源使用與環(huán)保責任密切相關。如何在做好醫(yī)療服務的同時實現(xiàn)碳達峰和碳中和，成為一個值得深思的課題。
在本文中，我們將深入討論醫(yī)院建設在“雙碳”目標下的技術路線圖，以及在綠色能源實踐應用方面的建設要點。通過這一系列內容，為讀者提供對醫(yī)院能源管理的全面了解，為實現(xiàn)“雙碳”目標提供技術支持和實踐建議。
能源的形式將決定暖通空調系統(tǒng)的方式，因此這與系統(tǒng)設計同樣重要。在同一系統(tǒng)中，往往可能存在多種冷熱源為其提供服務，這為系統(tǒng)設計優(yōu)化帶來了很大的挑戰(zhàn)。30/60“雙碳目標”下，對我國面臨的能源狀況分析預測。 1 從現(xiàn)在起至2035年，化石能源仍將維持主導地位，以煤炭為主的能源格局難以被撼動。同時，將會加強對新能源的研發(fā)，大力推廣新能源示范項目，并著重進行技術儲備和宣傳教育。 2 2035后至2045年，綠色新能源占比會逐漸加大，天然氣仍有相當程度的占比，綠氫技術應用越來越廣泛。 3 2045至2060年，隨著綠色能源新技術的發(fā)展成熟，化石能源應用占比逐漸下降，“碳中和”目標的實現(xiàn)指日可待。
從現(xiàn)在開始到2030年，節(jié)能改造的重點將放在清潔、可再生能源和儲能技術的先行先試上。到2035年，這些技術將逐步發(fā)展并廣泛應用，為能源系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供支持。此外，需要關注新技術、新設備和新工藝的發(fā)展，以不斷推動能源領域的創(chuàng)新和進步。
1. 現(xiàn)階段至2035年的能源形勢
當前國家的能源供應形勢變化不大，或者只有小幅價格調整。然而，我們應該著眼于老舊醫(yī)院建筑的節(jié)能技術方案研討和完善，旨在通過有效手段降低能耗。對于既有建筑的節(jié)能改造，首要任務是進行外圍護結構的保溫密封隔熱改造，以減少建筑物的冷熱負荷；其次，需要提升冷熱源設備的能效，改進供暖和空調末端的節(jié)能控制；此外，行為節(jié)能、節(jié)能宣傳以及獎懲措施也是非常關鍵的。
對于新建建筑，必須提高能耗限額標準。隨著各級政府獎勵和補貼政策的推進，應當要求新建建筑達到超低能耗、近零能耗建筑的標準。同時，可以先行先試太陽能光伏光熱、直流電系統(tǒng)在照明、小功率電器和插座方面的應用，以及基于儲能的直流微電網(wǎng)的替代或與UPS電源的有效結合。我們絕不允許新建醫(yī)院建筑一竣工就成為需要改造的高耗能建筑。
2. 2035年至2045年階段
對于醫(yī)院舊建筑的節(jié)能改造，我們需要進行全面升級。未來，醫(yī)院的能源利用將更廣泛地應用太陽能、風能等可再生能源以及其他綠色清潔能源。逐步提高醫(yī)院建筑的電氣化率是其中的一項關鍵任務，包括尋找節(jié)能解決方案，例如應對醫(yī)院生活熱水和非供暖用熱、用氣的問題。在這方面，太陽能光伏光熱和熱泵熱水機組、熱泵蒸汽發(fā)生器等零碳目標的新技術將得到廣泛應用。
此外，新技術的發(fā)展還包括智能充電樁、醫(yī)院直流微電網(wǎng)的建設和發(fā)展應用，以及醫(yī)院停放的電動小汽車的電瓶和大樓的智能充放電連接等方面。這些創(chuàng)新技術的應用將有助于更有效地利用清潔能源。將來還可能涉及醫(yī)院碳排放和碳交易的有效應對，推動醫(yī)院在碳減排方面取得更大的成就。
3. 2045年至2060年及以后
緊密關注國內外能源利用的新技術、新設備以及新工藝的發(fā)展應用，根據(jù)國家的能源政策和醫(yī)院的發(fā)展現(xiàn)狀，積極調整和完善醫(yī)院節(jié)能改造規(guī)劃和措施。
1. 智慧、數(shù)字化平臺的合理搭建
數(shù)字化是一種工具和平臺，是輔助人們完成工作的手段，不應為了數(shù)字化而盲目推進搭建。根據(jù)實際需求，數(shù)字化應當旨在提升工作效能，并通過逐步完善和提高水平，實現(xiàn)醫(yī)院建筑在全生命周期內的能耗和運行維護費用的最低化。
2. 智慧、數(shù)字化平臺的助力
智能化、數(shù)字化、智慧化的手段和平臺是為了提供運維和暖通設備運行改善升級服務的。數(shù)字化和智慧化的實現(xiàn)并非最終目標，而是為了助力運維和改善設備運行升級的手段。這些技術應該在運維和設備運行需要時被調用，不能盲目為了數(shù)字化而刻意數(shù)字化。
3. 對醫(yī)院來講，數(shù)字化、智慧化已經(jīng)在路上
釘釘視頻會議、投票小程序、掃碼點餐，以及醫(yī)院后勤智能報修平臺的引入標志著醫(yī)院正朝著智慧醫(yī)院的目標邁進。同時，這一趨勢必將推動醫(yī)院智慧能源應用的發(fā)展和進步。新能源領域涉及到光伏、風電等綠色能源的使用，同時還牽涉到儲能和大電網(wǎng)的耦合，這使得系統(tǒng)更為復雜，更需要數(shù)字化和智能控制手段的應用。
4. 數(shù)字化是手段，智慧化是目標和努力的方向
強調“數(shù)字化”即高度信息化，實現(xiàn)精準監(jiān)測和控制。這體現(xiàn)在高效機房的實現(xiàn)上，通過精準預測建筑內24小時的冷熱負荷變化趨勢，調節(jié)冷熱源的輸出，以滿足建筑物冷熱負荷的變化需求。此外，數(shù)字化系統(tǒng)支持自動、遠程開關和調節(jié)水系統(tǒng)、風系統(tǒng)的調節(jié)閥門，實現(xiàn)精準探測管道泄露等功能。換句話說，如果沒有數(shù)字化和信息化系統(tǒng)的支持，深入進行建筑節(jié)能將是不可能的，也是很難實現(xiàn)的。因此，提高數(shù)字化、信息化和自動化水平是未來努力的方向。
5. 智能控制新技術的應用
中央空調水系統(tǒng)作為暖通空調領域的"明珠"，是一種高度復雜的多設備系統(tǒng)?！叭褐悄堋奔夹g的應用，尤其適合實現(xiàn)節(jié)能自動控制，解決多臺冷水機組負荷優(yōu)化分配的問題。通過將CPN劃分為智能空間單元和智能設備單元，采用分布式優(yōu)化算法，系統(tǒng)具有較強的魯棒性和靈活性，相較于集中式控制算法，能夠取得更好的節(jié)能效果。采用高斯罰函數(shù)GPF、交替方向乘子算法ADMM以及雙層分布式ADMM-GPF-GBS等算法模式。
目前，智慧化程度較高的供暖空調控制系統(tǒng)并非一定能夠實現(xiàn)最低能耗。這涉及多方面的原因，既包括控制方面的因素，也包括管理方面的原因，不應盲目跟風，尤其對于非高端醫(yī)院，應考慮到智能化系統(tǒng)的高昂價格和每年的維護費用。因此，在智慧醫(yī)院建設方面，需要謹慎制定和實施智能化方案，由后勤有關部門主導，提高醫(yī)院后勤設備運行管理的數(shù)字化、智能化和智慧化程度。制定切實可行的方案，并分期分階段實施，以符合醫(yī)院的經(jīng)濟條件和運維需求。
1. 政策解讀
在解讀國家相關政策時，需要認真研究政策細節(jié)，以制定醫(yī)院相應的應對策略。國家明確了2030年前“力爭”實現(xiàn)碳達峰，2060年前“努力爭取”碳中和的目標。這表現(xiàn)了國家在減排方面的決心和意志。然而，在2060年的目標中使用了“努力”和“爭取”這樣的詞匯，可能留有一定的余地，這對醫(yī)院制定更有利的發(fā)展策略至關重要。 2. 強抓機遇
醫(yī)院建設在2030年前仍有發(fā)展擴大的空間，能源設施還允許擴容，但國家鼓勵經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)率先實現(xiàn)碳達峰，這意味著醫(yī)院改擴建的時間不多了。因此，醫(yī)院需要考慮未來發(fā)展的需要，選擇能耗低、能效等級高的節(jié)能產(chǎn)品，適應“雙碳目標”的標準要求。
3. 堅持不懈推進節(jié)能和提高能效
降低能耗、提高能效是醫(yī)院實現(xiàn)雙碳目標的關鍵。高標準、高能效系統(tǒng)的優(yōu)化設計和全生命周期動態(tài)精準調適運行是必不可少的。數(shù)字化、智慧化是實現(xiàn)進一步節(jié)能降耗的必要手段，能夠提高智能化控制水平，實現(xiàn)精準控制。
4. 新思路與展望
醫(yī)院建筑可以考慮新型建筑電力系統(tǒng)的構建，以直流建筑、分布式蓄電、太陽能光伏和智能充電樁為特征。醫(yī)院建筑未來可能演變?yōu)椤?/span>光儲直柔”建筑，采用太陽能光伏、風電和儲電裝置，安裝智能充電樁，并逐漸替代柴油發(fā)電機形式的備用電源。在醫(yī)院等級評審相關條款方面可能需要進行修訂或變通，以允許儲電裝置作為應急備用電源，這將成為未來的一個創(chuàng)新點。
在能源應用新技術方面，我們應該堅持綠色低碳環(huán)保原則，確保建筑全生命周期的碳排放和能耗達到最低水平。在行動時，需要謹慎，不可急于求成，同時要具有超前的思維，采用先進的工藝和產(chǎn)品設備進行設計。盡管由于資金、預算等原因，可能無法一次性完成，但應該在設計階段就考慮到位，采取分期分步的實施策略，以避免重復施工，并提前預留好安裝空間。
作為使用單位，我們可能沒有太多精力研究節(jié)能新技術，也可能缺乏實施的能力和條件，但我們應該具備辨別新技術是否成熟可靠的能力。在選擇技術時，要堅持使用那些成熟可靠的新技術，避免成為“小白鼠”。
未來，醫(yī)院實施碳交易也并非新鮮事，因此我們應該及早了解碳排放交易規(guī)則及相關知識，提前做好打算，未雨綢繆，確保醫(yī)院在未來的能源管理中更具競爭力。 本文根據(jù)山東第一醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院后勤管理部主任，正高級工程師王玉來，在“第二十四屆全國醫(yī)院建設大會暨國際醫(yī)院建設、裝備及管理展覽會”（簡稱 CHCC2023）的演講整理而成，經(jīng)過專家審核。
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