基于合同能源管理模式的醫院建筑節能改造研究

曹 偉 張 楠 周尚濤

（鄭州大學附屬鄭州中心醫院，河南 鄭州 450000）

0 引言

醫院建筑是城市建筑的重要組成部分。現階段，醫院建筑沒有為國家的節能減排工作做出榜樣，反而成了節能降耗的制約因素。所以，醫院建筑節能改造工作具有極大的操作空間，醫院建筑節能方面的研究對降低建筑能耗工作的開展具有深遠意義，推動醫院全面開展節能減排工作勢在必行。合同能源管理模式起源于20 世紀70 年代中期，在美國及歐洲尤為盛行，且適用于這種新模式的節能服務公司已經逐漸發展成為一種新興產業。合同能源管理模式的快速發展，在很大程度上加快了節能改造工作的進度。本研究主要對合同管理在醫院節能改造方面的應用進行闡述。

1 合同能源管理模式的基礎理論及其在醫院中的應用

1.1 合同能源管理理論

合同能源管理在國內被簡稱為EPC（Energy Performance Contracting）。EPC 是一種通過接受節能服務公司進行節能改造并以未來改造后節省的費用來支付給節能服務公司的節能改造合作模式。這種合作模式對于節能需求單位而言，具有前期投資小、節能效果顯著、減少能耗成本快等優點。EPC 最早起源于20 世紀70 年代中期的西方國家，且基于這種新型節能合作模式的節能服務公司在市場經濟國家得到迅速發展。逐漸地，合同能源管理發展成為一項新的節能產業。

節能需求單位通過與節能服務公司簽訂所商定模式的節能服務合同，并在合同期間節能需求單位接受節能服務公司所提供的節能改造服務，在約定期限前達到目標節能量，多方按商定比例分享節能效益，最終達到多方共贏的根本目標。

1.2 合同能源管理的特點與管理模式

通過對合同管理的研究，可以將其特點總結為：節能需求單位投入少、多方共享節能效益、節能量目標有保證、確定因素較多、溝通成本較大。

EPC 有3 種最常見的運作模式，包括節能效益分享模式、節能量保證模式、能源費用托管模式。對各種模式的具體分析如圖1所示。

圖1 合同管理主要節能模式

基于以上不同的EPC 模式，即使各模式具有不同的特點，但有兩個基本準則是合同能源管理須滿足的：①節能服務公司獲取收益的主要根本來源是產生實際節能效益后的效益分享；②節能服務公司在合同期內須全程參與節能改造項目。EPC 模式主要有以下兩點優勢：①用能單位在節能改造項目中少投資甚至零投資；②能夠獲得節能服務公司專業人才、專業設備及資金的支持。合同能源管理正是基于這兩點優勢，從而獲得較多用能單位的青睞［1］。

1.3 合同能源管理模式在醫院的應用現狀

目前，EPC 模式主要應用在以下3 個方面的醫院建筑節能改造工作中。

1.3.1 能耗設備。通過對暖通設備進行技術升級，增加節水器設備投放量，對醫院用水系統進行優化，建立廢水循環利用系統及建造雨水收集設備等方式，來達到降低醫院的水電能源使用量的目標，以此產生節能效益。

1.3.2 電力方面。對醫院的照明系統進行優化改造，對空調、電梯等大功率耗電設備進行能耗監測，對部分因使用年限過久或其他因素致使能耗超標的設備進行更換或維修，以確保能耗的正常使用［2］。

1.3.3 醫院供熱方面。對醫院的供熱設備進行技術改造，包括且不限于熱水器、鍋爐等供熱設備。

1.4 醫院建筑節能應用合同能源管理模式的阻礙因素

雖然有不少成功案例，但EPC 模式在我國醫院建筑節能改造工作中的應用仍存在不少制約因素，通過對S醫院分析后得出主要制約因素有以下5個方面：節能改造項目較難有資金支持；醫院能源單價低；醫院相關人員的節能意識不足；缺乏第三方評定機構及節能監管平臺；我國相應政策刺激力度不足。

2 醫院建筑節能改造應用EPC 模式的主要影響因素分析

2.1 醫院建筑節能應用EPC 模式影響因素收集整理

通過文獻整理，一共收集到18 項影響因素，并將其分成社會、經濟、醫院及節能服務公司四大類，具體如表1所示。

表1 醫院建筑節能改造應用EPC模式影響因素

2.2 分析方法的理論基礎

本次研究的目標為分析醫院建筑節能改造應用EPC模式的主要影響因素，此為目標層。醫院建筑節能改造應用EPC 模式的四大類影響因素為準則層，各細分影響因素為指標層。為了便于后期數據的處理，為各層次各因素進行代號的編制［3］，令目標層為A，準則層為Bi，指標層為Cij。為了讓受調查者更清晰地了解具體的影響因素及各層次之間的關系情況，問卷在題目開始之前設計了層次結構表以便讓受訪者能夠更直觀、更快速地了解調查情況。詳細的層次結構如表2所示。

表2 影響因素層次結構

2.3 構建判斷矩陣

根據已構建完成的層次結構中的各層次要素進行兩兩間的相互重要程度比較，重要性程度的比較數值采用九級標度法。構造n階矩陣A=（aij）nxn，aij代表的是第i行的因素比第j列的因素的重要程度。矩陣A的性質如式（1）。

以下采用某份問卷數據進行分析論證予以示例，建立準則層判斷矩陣，并做好權重計算。

首先需要對矩陣中每一行的每個元素數值相乘得到Mi，即式（2）。

計算Mi的n次方根Wi如式（3）。

計算各影響因素的權重ωi如式（4）。

計算得出的權重數據具體如表3所示。

表3 權重數據表

2.4 各影響因素權重排序

各因素對醫院建筑節能應用EPC 模式的權重排序，如表4所示。

通過表4可以直觀地看出，排在第一位置的“項目改造的效益性”這一影響因素的權重遠超其他影響因素，接著是融資的難易程度、能源價格、節能項目改造的成本等因素。為了平衡雙方的效益，醫院和節能服務公司應當以EPC 模式為基礎，再結合相應項目的特點對采用的合同能源管理模式加以創新，從而滿足雙方各自的需求［4］。

表4 醫院建筑節能應用EPC模式影響因素權重排序表

3 醫院建筑節能改造應用合同能源管理模式案例分析

3.1 案例概況

該項目主要針對S 醫院各區域照明電燈進行更換升級，項目總投入資金為15 萬元，全額由節能服務公司承擔，改造項目于2021 年5 月完工。S 醫院與節能服務公司簽訂的合同為節能效益分享模式［5］。基于節能服務公司對S醫院改造項目的要求評估、風險評估、效益評估等方面，雙方商定節能效益分享比例為S醫院占11%，節能服務公司占89%，合同期為10 a。具體改造照明燈類型、數量及區域位置如表5所示。

表5 S醫院各區域照明電燈改造前后對照表

3.2 用電能耗數據節能效益計算

通過對比節能改造前后每月S 醫院各區域用電能耗數據的變化來確定該項改造工作產生的節能效益。結合院方用電抄表情況，2021 年5 月完成改造，分析5月與6月的用電量情況可知，即使該項目含有兩項照明燈具屬于額外增加的耗能設備，但經過節能改造后，每個月比改造前節省電費5 000多元（以下按5 000 元進行計算說明），節省電量達7 900 多kW·h（以下按7 900 kW·h 進行計算說明）。由此可見，節能改造后的經濟效益及節電量都相當可觀。由于S醫院一般在1月中至2月中、7月中至9月中為寒暑假時間，此期間產生的節能效益及節電量極少，因此忽略不計，年均節電量A1=7 900×9=71 100 kW·h、年均節能效益A2=5 000×9=45 000元。

項目總周期為10 a，年均收益為4.5 萬元，基準收益率取行業平均值10%，該項目總凈收益B=F×（P/A，i，t）=4.5×（P/A，10%，10）=4.5×6.144=27.648（萬元）。則凈現值12.651 萬 元；內 部 收 益 率IRR）-t=0。

基于此項計算較復雜，采用Excel公式XIRR 進行計算的內部收益率為27.32%

綜上計算可知，S 醫院節能改造項目的凈收益為27.648 萬元，節能服務公司所占凈收益為24.607萬元，S醫院所占凈收益為3.041萬元。通過凈現值評價法可知：若凈現值大于0，則項目具有經濟效益，而此項目凈現值為12.651 萬元。再者，若項目內部收益率大于項目基準收益率，則項目可行。此項目內部收益率為27.32%，顯示該項目具有較大收益空間。因此，本項目具有較大的經濟效益，節能改造項目可行。除獲得較好的經濟效益外，該項目每年能夠節約電量71 100 kW·h，響應了國家節能減排的號召。

3.3 項目改進建議

該醫院建筑節能改造項目在引入EPC 模式后，能夠獲得相對充足的改造資金支持，而且節能服務公司提供專業的技術方案、專業的人員，能夠在一定程度上擴大項目的節能改造空間，從而提高項目的節能量。通過以上的數據分析，可以清晰直觀地反映節能項目改造具有較大的經濟效益。但在各種因素的影響下，該項目的改造規模并不大，項目產生的總效益相對較小［6］。對醫院建筑節能改造應用EPC模式的主要影響因素進行了分析探討，影響較大的前五項因素分別為項目改造的效益性、融資的難易程度、能源的價格、節能項目改造的成本及相關政策的激勵。在此，基于此五項主要影響因素提出幾點優化建議。

①為了提高項目改造的效益，醫院應當嘗試在更大規模的節能改造項目上引入EPC模式，無論是對醫院還是節能服務公司，都能夠獲得更大的節能效益，且能夠產生更大的節能量。

②融資方面，由于醫院在社會中具有更高的信譽度，在融資上應當盡量協助節能服務公司開展融資工作，在一定程度上能夠加快融資的進度且能夠降低融資的成本，從而側面降低項目改造的成本，提高項目的經濟效益。

③能源價格方面，由于該項目采用的是節能效益分享模式，能源價格的波動在很大程度上影響了節能服務公司的效益，從而增加了節能服務公司單方面所需承擔的經濟風險。因此，改造項目合同中，應當盡可能協商確定一個最低的能源價格。

④節能服務公司應當優化自身技術水平，培訓公司的專業人員，提高公司競爭力，在節能改造成本上做一定的控制。

⑤政府應當通過出臺政策支持醫院建筑節能改造應用EPC 模式，激勵醫院及節能服務公司進行建筑節能改造。

4 結論及建議

4.1 結論

①通過實際案例可知，目前在我國醫院的建筑節能改造項目上，采用EPC 模式能夠產生較大的經濟效益。

②我國醫院建筑節能改造應用EPC 模式的應用范圍仍然相對有限，推動醫院節能工作引入EPC模式仍是當前的重要任務。

③制約醫院建筑節能改造應用EPC 模式的因素有較多方面，包括節能效益、醫院與企業雙方的信譽度、節能評估機制是否完善及相關政策的出臺等，且通過層次分析的方法探究得出影響醫院建筑節能應用合同能源管理的最主要因素是節能項目改造的效益性［7］。

4.2 建議

基于目前多數醫院建筑節能改造合同的主要風險方傾向于節能服務公司，即節能服務公司所承擔的風險多于醫院所需承擔的風險，這在一定程度上會降低節能服務公司與醫院的合作意愿。因此，為了能夠平衡風險，同時雙方能夠共享效益，基于風險因素及對EPC模式的認知提出以下建議。

①在合同方面，醫院與節能服務公司應在簽訂合同前更多地協商并訂立相應規避風險的條款。比如合同內規定雙方均能夠接受的最低能源單價，以此減少因在合同期內能源價格的波動帶來的效益風險。

②在政策方面，政府部門應當出臺針對醫院與節能服務公司應用EPC 模式進行的建筑節能改造項目的相關激勵政策，不僅能提高雙方在節能改造工作上的積極性，還能在一定程度上降低雙方在改造項目中所承擔的風險。

③在監管方面，國家應當建立相應的權威機構認證標準，增加國內權威機構數量，并且大力支持醫院建立節能監管平臺。在權威機構及監管平臺共同的作用下，科學地反映真實的節能效益，具有三級計量的節能平臺，更細致地反饋各區域各設備具體的用能數據，既起到監管的作用，還能夠為雙方在節能效益方面確定準確的數據。