北京市醫院用能情況分析及節能降碳措施建議

董美智 楊震 北京節能環保中心

隨著人們對醫療衛生條件要求的不斷提高和北京老齡化程度的日益加深，北京市不斷加強醫療衛生行業發展。截至2022 年底，北京市醫療衛生機構總數達12211 家，醫療機構共有床位13.4 萬張，其中醫院741家，醫院床位12.6 萬張，醫院床位數占到醫療機構的94.03%，醫院比2012 年增加133個，床位增加3.34 萬張。醫療行業快速發展帶來醫院能耗總量增加，而且由于醫院人口密度和人流量大、每日運行時間長、診療設備種類多等特點，醫院建筑用能強度是普通公共建筑的2～3 倍，是居住建筑的5 倍左右。以醫院為代表的公共機構需要在“雙碳”目標努力推進的過程中積極發揮帶頭作用，不斷深化綠色發展理念。本文通過調研查找目前醫院在節能降碳方面存在的問題，提出有效措施建議，促進醫院節能降耗、降本增效，為雙碳背景下全市醫療行業綠色低碳發展提供借鑒與啟示。

1 用能特點分析

醫院建筑用能系統涵蓋空調、動力、照明、辦公設備、醫療設備、醫用蒸汽、生活熱水、食堂炊事等系統，較常規建筑用能系統多，情況復雜。選取重點用能單位中全部18 家醫院進行分析，總結醫院用能特點。

1.1 供暖和制冷時間長、要求高

醫院建筑供暖時間較普通建筑約多2 個月，制冷運行時間也相對較長，特別是一些特殊功能的手術室、實驗室、檢驗室需要全年制冷，環境溫濕度、潔凈度都要求比較高，導致醫院建筑供暖和制冷系統的能耗量大，約占到全年總能耗的60%。

1.2 用能負荷不均

醫院住院部、門急診部、后勤管理部等各部門的工作時間不一，門診部、后勤管理部只需工作時間供能，住院部、急診部等需要全天24h 供能，醫院供能系統需要部分負荷啟動或局部能源供應，但現有醫院大多采用一套制冷、供暖系統，因而“大馬拉小車”現象普遍存在。

1.3 醫用蒸汽、醫療設備等特殊需求能耗高

醫院通常使用鍋爐制備蒸汽，常年用于消毒、制備生活熱水，這樣就需要至少一臺蒸汽鍋爐常年開啟，消耗大量燃氣；急救類、生命支持類等醫用設備即使在非工作狀態也要時刻消耗待機電量，保持待機狀態。

2 能耗能效情況分析

北京市重點用能單位中現有醫院類單位18 家，18 家單位2021 年就診人數合計4471.32萬人次，合計能源消費量16.81萬tce，床位數量2.93 萬張，占到全市醫院床位總數量的23.25%，現對18 家醫院能耗能效情況進行分析如下。

2.1 能源消耗總量快速增長

以2017 年18 家醫院年綜合能耗數據為基礎，分析2017～2021 年醫院建筑能耗變化情況，除疫情期間的2019、2020 年能耗基本持平外，其余年份能耗同比增速均在3%以上，特別是2021 年，能耗同比增速達到近10%，詳見圖1。與全市年均0.05%的能耗增速相比，醫院領域能耗增速較快。

圖1 18家醫院2017～2021年能源消耗總量及增速情況

2.2 能源消耗結構以清潔能源為主

18 家醫院2021 年電力消耗量為6.26 億kWh，折合7.69 萬tce，主要用于空調、照明、醫療系統；天然氣消耗量3686.56 萬m3，折合4.90 萬tce，主要用于供暖、生活熱水、醫用蒸汽、餐廚系統等；外購熱力消耗量為122.33 萬GJ，折合4.17 萬tce，主要用于供暖、生活熱水，清潔能源占比達99.72%，詳見圖2。

圖2 2021年18家醫院能源消耗結構圖

2.3 不同醫院間能效水平差異較大

將18 家醫院2021 年單位建筑面積綜合能耗、單位床位綜合能耗進行梳理分析發現，18 家醫院雖然都是三級甲等醫院，但由于建設年代、能源系統形式、運營管理人員技術水平等方面因素影響，不同醫院間的指標差異較大，單位面積能耗分布在23.08～64.02 kgce/m2·a 之間，平均值為36.31kgce/m2·a，指標最大值是最小值的2.8 倍，詳見圖3；單位床位綜合能耗分布在3345.94～8966.75 kgce/床·a之間，平均值為5730.88 kgce/床·a，指標最大值是最小值的2.7 倍，詳見圖4。

圖3 2021年18家醫院單位建筑面積綜合能耗對標情況

3 節能降碳方面存在問題

3.1 用能系統智能化運行水平不高

醫院建筑空調、照明等用能系統大多采用人工操作控制，智能化水平不高，特別是空調系統由于運行時間長,部分區域需全年不間斷運行，而且溫濕度、潔凈度控制要求高，僅靠操作人員對氣溫和用戶需求的判斷控制機組開啟的臺數，不能準確判定系統最佳運行狀態，而且采用人工控制對于室內熱舒適度的控制延遲明顯，無法及時對室內環境做出調整，無法保證系統運行合理。

3.2 鍋爐、醫用蒸汽余熱利用效率偏低

目前80%以上醫院的生活熱水和醫用蒸汽由燃氣鍋爐提供，部分燃氣鍋爐的排煙溫度達到100℃以上，而排煙溫度每降低15～20℃，排煙熱損失減少1%，排煙溫度過高導致大量余熱直接通過排煙和表面散熱損失排到了大氣中。另外，大部分醫院蒸汽鍋爐產生的蒸汽經過汽水熱交換器成為凝結水，凝結水直接排走，損失了大量的凝結熱，醫院整體余熱利用效率有待進一步提高。

3.3 計量管理體系不健全

目前大部分醫院一級表安裝率可以達到100%，但針對不同區域、不同用能系統的分區、分類、分項計量不完善，能源統計主要以總量為主，能源管理精細化水平不高，部分醫院雖然已經建設信息管理平臺，但由于平臺運維保障經費不足等原因，導致平臺發揮作用不充分。

3.4 內部考核體系不完善

通過調研發現大部分醫院雖然節能管理制度比較健全，但受限于計量條件等因素影響，在指標考核體系方面不完善，獎懲制度僅落實在節約用電、節約用水等基礎方面，節能指標考核體系較粗放，難以將年度節能指標進行分解落實，考核力度偏低，各科室開展節能工作的自主性不強。

4 節能降碳措施建議

4.1 加大能源系統新技術、新能源應用

本市大部分醫院創建時間較早，主要制冷機組、水泵等用能設備使用年限長，建議結合醫院實際情況開展針對空調系統、給排水系統、配電系統、照明系統等方面的綜合性節能降碳改造，加大新技術新產品應用，增強醫院用能系統的智能化控制水平，降低能源消耗；同時醫院可再生能源利用水平較低，大部分醫院在地源熱泵、光伏發電方面應用較少，建議結合醫院實際情況，新建和改造過程中充分考慮可再生能源使用，在屋頂、地上停車場車棚等處加大光伏發電應用，新建項目考慮地源熱泵系統應用，提升可再生能源利用率，降低碳排放量。

4.2 提升鍋爐、醫用蒸汽的余熱利用效率

一是在燃氣鍋爐尾部增設冷凝式換熱器，將排煙溫度降到煙氣露點以下，可降低排煙溫度30～40℃，不僅可以回收利用排煙顯熱，還可以利用大量水蒸汽凝結熱，通過以上方式可提高鍋爐效率3%左右。二是回收蒸汽冷凝水的凝結顯熱來加熱補水溫度，減少燃氣的消耗量，整體提升余熱利用效率。

4.3 加強節能降碳信息化管理水平

充分利用現代信息技術，針對醫院用能特點，建立完善的醫院系統數字化、智能化能碳監測平臺，健全能源計量表具，通過在線計量監測，嚴控能耗異常變化；建立數據分析中心，研究醫院能源消耗變化規律，實現動態調控能源消費；同時智能調控空調系統、電梯系統、照明系統運行狀態，提升系統運行效率，降低運行能耗。

4.4 建立健全能耗限額、定額管理制度

建立醫院建筑能源消耗限額標準，引導醫院開展能源利用效率對標工作，提高醫院節能管理意識。通過限額指標促使醫院根據對標情況，修訂完善內部定額管理制度，包括定額指標、使用計劃、考核制度等，細化醫院能源消費統計臺賬，對能耗數據進行科學的統計分析，查找節能降碳潛力，不斷提升醫院節能管理精細化水平。