基于醫(yī)院公共建筑的碳中和路徑探討

□ 高勇GAO Yong 劉萬添LIU Wan-tian 王金良WANG Jin-liang 趙伊楠ZHAO Yi-nan 鄧超DENG Chao任朋REN Peng 陳征CHEN Zheng

2020 年9 月22 日，中國向世界承諾將提高應對氣候變化的國家自主貢獻度，采取更加有力的政策和措施，力爭2030 年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和。實現(xiàn)碳達峰、碳中和，是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、高質量發(fā)展的內在要求，也是推動構建人類命運共同體的必然選擇。本文通過調研18 家重點用能醫(yī)院能源消耗、碳排放情況，分析醫(yī)院公共建筑在碳排放方面存在的問題，提出碳中和路徑，為公立醫(yī)院碳中和工作開展提供參考。

醫(yī)院建筑碳排放情況

1．公建占建筑領域碳排放30%。中國建筑業(yè)規(guī)模居世界第一，2019 年城鎮(zhèn)總建筑存量約705 億平方米，全國建筑全過程碳排放總量為49．97 億噸二氧化碳，占全國碳排放的比重為50．6%。其中，建筑運行階段碳排放21．3 億噸二氧化碳，占全國碳排放的比重為21．6%，新建建筑年產生碳排放約占總排放量的18%，從建設到運營，我國建筑行業(yè)碳排放約占總碳排放量的40%，關注建筑行業(yè)節(jié)能降碳對實現(xiàn)中國碳中和目標意義重大[1]。

伴隨著建筑需求的不斷攀升，城市化程度不斷提高，我國建筑領域碳排放量未來十年內仍持續(xù)攀升。按照四個建筑用能分項的碳排放占比分別為：農村住宅23%，公共建筑30%，北方采暖26%，城鎮(zhèn)住宅21%，可見，公共建筑碳排放占建筑領域比重較大[2]。

2．公立醫(yī)院碳排放占醫(yī)療系統(tǒng)碳排放47%。無傷害醫(yī)療保健(HCWH)于2019 年9 月發(fā)布的一份題為《醫(yī)療保健的氣候足跡》顯示，醫(yī)院和相關實驗室排放的溫室氣體占全球溫室氣體排放量的4．4%，每年產生的廢物超過500 萬噸。如果把全球醫(yī)療保健部門看作一個國家，那么它將是世界上第五大溫室氣體排放國。我國是世界上醫(yī)療保健溫室氣體排放第二的國家，占全球醫(yī)療保健碳足跡的17%。我國公立醫(yī)院的碳排放占全部醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)碳排放的47%，達到1．48億噸[3]。無論是醫(yī)療制造業(yè)，還是醫(yī)療服務體系，在未來都要為達成碳中和而努力。

醫(yī)療系統(tǒng)碳排放量在近年呈現(xiàn)大幅增長，尤其是人口老齡化的迫近和醫(yī)療水平的提升，醫(yī)療系統(tǒng)碳排放量面臨陡增，有研究表明，醫(yī)療系統(tǒng)碳排放量占前三位的是公立醫(yī)院運營占47%，藥店運營占18%和醫(yī)院建設占15%[4]，可見公立醫(yī)院是中國醫(yī)療部門實現(xiàn)碳中和目標的重中之重。

3． 18 家重點用能醫(yī)院能源消耗情況。醫(yī)院作為一種公共建筑，使用功能特殊，人流量大，設備設施構成復雜，部分設備設施需要 24 小時不間斷運行，因此能耗是一般公共建筑的1．6 ～2．0 倍。碳排放量占比高達15%，僅2019 年醫(yī)院建筑運行用碳排放量就高達1656 萬噸[5]。隨著人們對醫(yī)療機構就醫(yī)環(huán)境、服務水平要求的提高，使得醫(yī)院的碳排放呈逐步攀高的態(tài)勢。

根據《北京統(tǒng)計年鑒》，2020 年北京市共有醫(yī)院733 家，其中，綜合醫(yī)院272 家，綜合醫(yī)院占比最高，占醫(yī)院總數量的 37．1%，根據北京市發(fā)改委和統(tǒng)計局公布的2022 年北京市重點用能單位名單，綜合能源消費量5000 噸標準煤以上的醫(yī)院共18 家，占全市重點用能單位數量的3．5%。2021 年18 家醫(yī)院綜合能源消費量約16．4774 萬噸標準煤，占全市重點用能單位綜合能耗的0．6%，占比雖小，但意義重大。其中，電力消耗為61583．6 萬千瓦時、占比45．9%，天然氣消耗3738．9 萬立方米、占比30．2%，外購熱力消耗1139905．1百萬千焦、占比23．6%，汽油消耗318．3 噸、占比0．3%。

4． 18 家重點用能醫(yī)院碳排放情況。根據《二氧化碳排放核算和報告要求 服務業(yè)》(DB11/T 1785-2020)(以下簡稱“《核算要求》”)的核算方法，18 家醫(yī)院的碳排放總量為579166．1 噸二氧化碳，其中，天然氣排放達80842．1噸二氧化碳，電力排放達371964．9 噸二氧化碳，外購熱力排放達123589．6 噸二氧化碳，汽油排放達968．4 噸二氧化碳。電力排放占醫(yī)院總碳排放量的64．2%，外購熱力排放占21．7%，天然氣排放14．0%，電力和外購熱力是醫(yī)院碳排放的重點。

醫(yī)院公共建筑碳中和存在問題

2019 年，中國建筑運行的化石能源消耗相關的碳排放約22 億噸CO2。其中直接碳排放約占29%，電力相關的間接碳排放占50%，熱力相關的間接碳排放占21%[6]。18 家公立醫(yī)院電力主要消耗在：空調通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、大型醫(yī)療設備、信息機房、動力系統(tǒng)等方面；天然氣主要消耗在：建筑采暖、蒸汽鍋爐、生活熱水、餐飲系統(tǒng)等方面；外購熱力主要用于建筑采暖系統(tǒng)和生活熱水系統(tǒng)。電力排放占總碳排放量約65%，電力系統(tǒng)是公立醫(yī)院碳中和工作的重中之重。

1．碳排放核算標準不統(tǒng)一。目前，醫(yī)院行業(yè)碳排放尚沒有統(tǒng)一的核算方法，在《公共建筑運營企業(yè)溫室氣體排放核算方法和報告指南》中涵蓋醫(yī)療公共建筑，北京市重點用能單位碳排放履約依據《二氧化碳排放核算和報告要求 服務業(yè)》(DB11/T 1785-2020)，后者在碳排放核算時，計算移動排放源識別和外購熱力、蒸汽等，未計入履約范圍。這兩個指南都是針對公共建筑而言，對于醫(yī)院公建來說，除了建筑能源消耗碳排放外，醫(yī)用器材、藥品、消耗品進貨、醫(yī)院職工和病人生活方式，醫(yī)院用水、醫(yī)療廢棄物和垃圾等方面如何進行排放核算，公立醫(yī)院等醫(yī)療建筑存在碳排放標準尚不統(tǒng)一等問題。

2．行業(yè)對碳排放認識不足。醫(yī)院內部管理人員對雙碳工作認識不足，對于行業(yè)碳排放拆解不到位，在碳盤查方面，不清楚如何拆解醫(yī)院碳排放活動，大部分醫(yī)院沒有設定碳中和行動規(guī)劃、碳中和目標和時間節(jié)點，對于碳中和的技術和舉措也缺乏清晰認知。大部分醫(yī)院設有能源管理機構，但是管理較為粗放。沒有建立科學的指標分解體系，不能將碳排放指標分解下達各科室。大部分醫(yī)院建立了能源管控平臺，能源管控平臺能夠較好地記錄分析醫(yī)院能源消耗情況，由于后續(xù)運維成本較高，后期運維管理不善，平臺數據不能夠很好運用。醫(yī)院能源和碳指標考核體系比較粗放，難以精確到各科室，精細化降碳管理尚有很大空間。

3．能效水平有待提升。隨著綠色醫(yī)院、超低能耗建筑的普及，歷史悠久的部分醫(yī)院建筑物存在維護結構老舊、玻璃和窗框不保溫等問題，醫(yī)院由于其特殊性，需要為醫(yī)生、患者提供更舒適的診療環(huán)境，供暖系統(tǒng)和冷氣系統(tǒng)需要長時間運行，空調通風系統(tǒng)存在效率低下，供暖系統(tǒng)存在“小溫差大流量”浪費能源現(xiàn)象，鍋爐排煙系統(tǒng)存在余熱浪費、管網存在跑冒滴漏等。

4．可再生能源開發(fā)利用不足。公立醫(yī)院設計之初，普遍存在可再生能源利用較少的情況，部分醫(yī)院裝有太陽能集熱系統(tǒng)，也存在太陽能集熱器吸收太陽能不足，太陽能不穩(wěn)定、集熱器熱效率低維護成本高等問題。

醫(yī)院公共建筑碳中和路徑探討

1．加快推進行業(yè)碳排放核算標準體系建設。建立統(tǒng)一規(guī)范的碳排放核算體系是支撐雙碳目標十分重要的基礎性工作，碳排放核算是有效開展各項碳減排工作、促進經濟綠色轉型的基本前提，是積極參與應對氣候變化國際談判的重要支撐。加強行業(yè)碳排放核算基礎數據庫建設，不斷提高其科學性與系統(tǒng)性。從國家層面規(guī)范碳排放數據采集，利用大數據，以及企業(yè)提供的直報數據，實現(xiàn)對數據整合挖掘、同時數據來源可追溯，為碳排放核算提供可靠的基礎數據支撐；借鑒國外醫(yī)療機構較為成熟的核算方法，建立適合的行業(yè)碳排放核算方法學和標準體系，結合醫(yī)療建筑實際情況編制碳排放核算清單，建立產品在整個生命周期內碳排放數據庫；強化碳排放核算結果對行業(yè)企業(yè)的激勵引導作用。引導行業(yè)內機構開展產品碳足跡核算，利用碳稅、財政獎勵等調節(jié)手段為產品進行綠色認證、低碳認證，促進企業(yè)碳減排，同時能提高大眾的碳減排意識。

2．強化基礎體系建設，加強人才隊伍培養(yǎng)。優(yōu)化醫(yī)院管理，全面實施能源管控，積極推動行業(yè)綠色低碳超低排放改造升級。健全完善醫(yī)院能源、碳排放等基礎數據的計量、監(jiān)測和統(tǒng)計，嚴格實施能源利用狀況報告和評估制度。強化低碳發(fā)展規(guī)劃引領，推進低碳技術標準制定，鼓勵醫(yī)院積極參與碳排放市場交易，建立公共服務平臺與信息共享能力，面向醫(yī)療行業(yè)，提供可及、開放、安全的碳賬戶系統(tǒng)；積極加強行業(yè)人才隊伍培養(yǎng)，參加國家、地方政府、行業(yè)協(xié)會及專業(yè)機構組織的“雙碳”專題研討、人員培訓等活動，建立一支不同層次的專業(yè)技術與管理人才和高素質的崗位操作人員隊伍，有效支撐全行業(yè)降碳技術的研發(fā)攻關質量和項目運行管理水平。

3．引入精細化管理。目前，醫(yī)院管理模式不能滿足目前能源、碳排放目標分解等精細化管理要求，根據2021 年在《國務院辦公廳關于推動公立醫(yī)院高質量發(fā)展的意見》中提出要強化成本消耗關鍵環(huán)節(jié)的流程管理，降低萬元收入能耗支出。隨著國家對醫(yī)院能源管理水平要求的提高，醫(yī)院應以節(jié)能減碳為目標，不斷加強節(jié)能管理工作，持續(xù)推進節(jié)約型醫(yī)院建設：通過完善組織架構，健全管理制度，建成醫(yī)院能源管理體系，引進和培養(yǎng)專業(yè)人才，搭建能源管理平臺為醫(yī)院節(jié)能工作奠定管理基礎；通過建設和應用能耗監(jiān)管系統(tǒng)，運用信息化手段實現(xiàn)醫(yī)院能耗的多級分項計量奠定技術基礎。管理與技術相結合，應用科學的管理工具對能耗監(jiān)管數據進行分析，準確反映醫(yī)院用能情況，找出重點用能單元進行要因分析，從而實現(xiàn)以數據為導向的能源精益管理，促使醫(yī)院主動減低運行成本，在節(jié)能降碳方面取得持續(xù)成效。

4．提升建筑能效。醫(yī)院碳排放消耗較大的電力和熱力及天然氣，主要集中在空調通風系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)和圍護結構方面，提升能效應從這些方面進行，提升中央空調系統(tǒng)效率，在節(jié)電改造水泵、風機時，可采用多泵代替少泵運行、多級泵代替單級泵運行等方案，由傳統(tǒng)的定流量系統(tǒng)轉變?yōu)樽兞髁肯到y(tǒng)來進一步提高節(jié)能效果；根據實際情況和冷負荷選取合適的配套設備，注重選取空氣輸送系數大、漏風量少、空調風機風壓與風量匹配合理、單位功率量大、重量輕的機組，利用“精細化”控制系統(tǒng)，優(yōu)化回路控制和參數，提升能效；供暖系統(tǒng)能效提升可采用分層燃燒技術，加裝熱管、精細化管理、提高鍋爐嚴密性、保持鍋爐清潔度、加強鍋爐房管理、開展煙氣余熱深度回收等；對建造年代較遠的建筑物采取圍護結構節(jié)能改造、加裝外保溫及幕墻、采用外遮陽措施、雙層中空玻璃窗代替普通單層窗、用鋁斷橋門窗替代塑鋼門窗，用自動感應門和門斗代替平開門，起到保溫隔熱、減少能源消耗的作用，提升建筑能效可減排15%[7]。

5．提升可再生能源利用和電氣化率。推動可再生能源在建筑領域的應用，推動建筑用能電氣化和低碳化。推廣太陽能光伏、光熱等可再生能源建筑一體化，利用建筑屋頂和外立面，安裝太陽能光伏或風能發(fā)電裝置，或從電網采購綠色能源，提升可再生能源利用率，而構建包含分布式電源、儲能裝置的微電網，則有助于增加可再生能源的靈活性，優(yōu)化綠色能源的使用時間和利用方式，結合實際推進光熱、儲能、氫能、淺層地熱能、生物質能、工業(yè)余熱等多元化能源應用，此外，用電力供暖取代以化石燃料為基礎的供暖系統(tǒng)還能有效提高能效。生活熱水、廚具等均由電力系統(tǒng)提供，提高電氣設備普及率。