基于合同能源管理模式的医院建筑节能改造研究

曹 伟 张 楠 周尚涛

（郑州大学附属郑州中心医院，河南 郑州 450000）

0 引言

医院建筑是城市建筑的重要组成部分。现阶段，医院建筑没有为国家的节能减排工作做出榜样，反而成了节能降耗的制约因素。所以，医院建筑节能改造工作具有极大的操作空间，医院建筑节能方面的研究对降低建筑能耗工作的开展具有深远意义，推动医院全面开展节能减排工作势在必行。合同能源管理模式起源于20 世纪70 年代中期，在美国及欧洲尤为盛行，且适用于这种新模式的节能服务公司已经逐渐发展成为一种新兴产业。合同能源管理模式的快速发展，在很大程度上加快了节能改造工作的进度。本研究主要对合同管理在医院节能改造方面的应用进行阐述。

1 合同能源管理模式的基础理论及其在医院中的应用

1.1 合同能源管理理论

合同能源管理在国内被简称为EPC（Energy Performance Contracting）。EPC 是一种通过接受节能服务公司进行节能改造并以未来改造后节省的费用来支付给节能服务公司的节能改造合作模式。这种合作模式对于节能需求单位而言，具有前期投资小、节能效果显著、减少能耗成本快等优点。EPC 最早起源于20 世纪70 年代中期的西方国家，且基于这种新型节能合作模式的节能服务公司在市场经济国家得到迅速发展。逐渐地，合同能源管理发展成为一项新的节能产业。

节能需求单位通过与节能服务公司签订所商定模式的节能服务合同，并在合同期间节能需求单位接受节能服务公司所提供的节能改造服务，在约定期限前达到目标节能量，多方按商定比例分享节能效益，最终达到多方共赢的根本目标。

1.2 合同能源管理的特点与管理模式

通过对合同管理的研究，可以将其特点总结为：节能需求单位投入少、多方共享节能效益、节能量目标有保证、确定因素较多、沟通成本较大。

EPC 有3 种最常见的运作模式，包括节能效益分享模式、节能量保证模式、能源费用托管模式。对各种模式的具体分析如图1所示。

图1 合同管理主要节能模式

基于以上不同的EPC 模式，即使各模式具有不同的特点，但有两个基本准则是合同能源管理须满足的：①节能服务公司获取收益的主要根本来源是产生实际节能效益后的效益分享；②节能服务公司在合同期内须全程参与节能改造项目。EPC 模式主要有以下两点优势：①用能单位在节能改造项目中少投资甚至零投资；②能够获得节能服务公司专业人才、专业设备及资金的支持。合同能源管理正是基于这两点优势，从而获得较多用能单位的青睐［1］。

1.3 合同能源管理模式在医院的应用现状

目前，EPC 模式主要应用在以下3 个方面的医院建筑节能改造工作中。

1.3.1 能耗设备。通过对暖通设备进行技术升级，增加节水器设备投放量，对医院用水系统进行优化，建立废水循环利用系统及建造雨水收集设备等方式，来达到降低医院的水电能源使用量的目标，以此产生节能效益。

1.3.2 电力方面。对医院的照明系统进行优化改造，对空调、电梯等大功率耗电设备进行能耗监测，对部分因使用年限过久或其他因素致使能耗超标的设备进行更换或维修，以确保能耗的正常使用［2］。

1.3.3 医院供热方面。对医院的供热设备进行技术改造，包括且不限于热水器、锅炉等供热设备。

1.4 医院建筑节能应用合同能源管理模式的阻碍因素

虽然有不少成功案例，但EPC 模式在我国医院建筑节能改造工作中的应用仍存在不少制约因素，通过对S医院分析后得出主要制约因素有以下5个方面：节能改造项目较难有资金支持；医院能源单价低；医院相关人员的节能意识不足；缺乏第三方评定机构及节能监管平台；我国相应政策刺激力度不足。

2 医院建筑节能改造应用EPC 模式的主要影响因素分析

2.1 医院建筑节能应用EPC 模式影响因素收集整理

通过文献整理，一共收集到18 项影响因素，并将其分成社会、经济、医院及节能服务公司四大类，具体如表1所示。

表1 医院建筑节能改造应用EPC模式影响因素

2.2 分析方法的理论基础

本次研究的目标为分析医院建筑节能改造应用EPC模式的主要影响因素，此为目标层。医院建筑节能改造应用EPC 模式的四大类影响因素为准则层，各细分影响因素为指标层。为了便于后期数据的处理，为各层次各因素进行代号的编制［3］，令目标层为A，准则层为Bi，指标层为Cij。为了让受调查者更清晰地了解具体的影响因素及各层次之间的关系情况，问卷在题目开始之前设计了层次结构表以便让受访者能够更直观、更快速地了解调查情况。详细的层次结构如表2所示。

表2 影响因素层次结构

2.3 构建判断矩阵

根据已构建完成的层次结构中的各层次要素进行两两间的相互重要程度比较，重要性程度的比较数值采用九级标度法。构造n阶矩阵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。矩阵A的性质如式（1）。

以下采用某份问卷数据进行分析论证予以示例，建立准则层判断矩阵，并做好权重计算。

首先需要对矩阵中每一行的每个元素数值相乘得到Mi，即式（2）。

计算Mi的n次方根Wi如式（3）。

计算各影响因素的权重ωi如式（4）。

计算得出的权重数据具体如表3所示。

表3 权重数据表

2.4 各影响因素权重排序

各因素对医院建筑节能应用EPC 模式的权重排序，如表4所示。

通过表4可以直观地看出，排在第一位置的“项目改造的效益性”这一影响因素的权重远超其他影响因素，接着是融资的难易程度、能源价格、节能项目改造的成本等因素。为了平衡双方的效益，医院和节能服务公司应当以EPC 模式为基础，再结合相应项目的特点对采用的合同能源管理模式加以创新，从而满足双方各自的需求［4］。

表4 医院建筑节能应用EPC模式影响因素权重排序表

3 医院建筑节能改造应用合同能源管理模式案例分析

3.1 案例概况

该项目主要针对S 医院各区域照明电灯进行更换升级，项目总投入资金为15 万元，全额由节能服务公司承担，改造项目于2021 年5 月完工。S 医院与节能服务公司签订的合同为节能效益分享模式［5］。基于节能服务公司对S医院改造项目的要求评估、风险评估、效益评估等方面，双方商定节能效益分享比例为S医院占11%，节能服务公司占89%，合同期为10 a。具体改造照明灯类型、数量及区域位置如表5所示。

表5 S医院各区域照明电灯改造前后对照表

3.2 用电能耗数据节能效益计算

通过对比节能改造前后每月S 医院各区域用电能耗数据的变化来确定该项改造工作产生的节能效益。结合院方用电抄表情况，2021 年5 月完成改造，分析5月与6月的用电量情况可知，即使该项目含有两项照明灯具属于额外增加的耗能设备，但经过节能改造后，每个月比改造前节省电费5 000多元（以下按5 000 元进行计算说明），节省电量达7 900 多kW·h（以下按7 900 kW·h 进行计算说明）。由此可见，节能改造后的经济效益及节电量都相当可观。由于S医院一般在1月中至2月中、7月中至9月中为寒暑假时间，此期间产生的节能效益及节电量极少，因此忽略不计，年均节电量A1=7 900×9=71 100 kW·h、年均节能效益A2=5 000×9=45 000元。

项目总周期为10 a，年均收益为4.5 万元，基准收益率取行业平均值10%，该项目总净收益B=F×（P/A，i，t）=4.5×（P/A，10%，10）=4.5×6.144=27.648（万元）。则净现值12.651 万 元；内 部 收 益 率IRR）-t=0。

基于此项计算较复杂，采用Excel公式XIRR 进行计算的内部收益率为27.32%

综上计算可知，S 医院节能改造项目的净收益为27.648 万元，节能服务公司所占净收益为24.607万元，S医院所占净收益为3.041万元。通过净现值评价法可知：若净现值大于0，则项目具有经济效益，而此项目净现值为12.651 万元。再者，若项目内部收益率大于项目基准收益率，则项目可行。此项目内部收益率为27.32%，显示该项目具有较大收益空间。因此，本项目具有较大的经济效益，节能改造项目可行。除获得较好的经济效益外，该项目每年能够节约电量71 100 kW·h，响应了国家节能减排的号召。

3.3 项目改进建议

该医院建筑节能改造项目在引入EPC 模式后，能够获得相对充足的改造资金支持，而且节能服务公司提供专业的技术方案、专业的人员，能够在一定程度上扩大项目的节能改造空间，从而提高项目的节能量。通过以上的数据分析，可以清晰直观地反映节能项目改造具有较大的经济效益。但在各种因素的影响下，该项目的改造规模并不大，项目产生的总效益相对较小［6］。对医院建筑节能改造应用EPC模式的主要影响因素进行了分析探讨，影响较大的前五项因素分别为项目改造的效益性、融资的难易程度、能源的价格、节能项目改造的成本及相关政策的激励。在此，基于此五项主要影响因素提出几点优化建议。

①为了提高项目改造的效益，医院应当尝试在更大规模的节能改造项目上引入EPC模式，无论是对医院还是节能服务公司，都能够获得更大的节能效益，且能够产生更大的节能量。

②融资方面，由于医院在社会中具有更高的信誉度，在融资上应当尽量协助节能服务公司开展融资工作，在一定程度上能够加快融资的进度且能够降低融资的成本，从而侧面降低项目改造的成本，提高项目的经济效益。

③能源价格方面，由于该项目采用的是节能效益分享模式，能源价格的波动在很大程度上影响了节能服务公司的效益，从而增加了节能服务公司单方面所需承担的经济风险。因此，改造项目合同中，应当尽可能协商确定一个最低的能源价格。

④节能服务公司应当优化自身技术水平，培训公司的专业人员，提高公司竞争力，在节能改造成本上做一定的控制。

⑤政府应当通过出台政策支持医院建筑节能改造应用EPC 模式，激励医院及节能服务公司进行建筑节能改造。

4 结论及建议

4.1 结论

①通过实际案例可知，目前在我国医院的建筑节能改造项目上，采用EPC 模式能够产生较大的经济效益。

②我国医院建筑节能改造应用EPC 模式的应用范围仍然相对有限，推动医院节能工作引入EPC模式仍是当前的重要任务。

③制约医院建筑节能改造应用EPC 模式的因素有较多方面，包括节能效益、医院与企业双方的信誉度、节能评估机制是否完善及相关政策的出台等，且通过层次分析的方法探究得出影响医院建筑节能应用合同能源管理的最主要因素是节能项目改造的效益性［7］。

4.2 建议

基于目前多数医院建筑节能改造合同的主要风险方倾向于节能服务公司，即节能服务公司所承担的风险多于医院所需承担的风险，这在一定程度上会降低节能服务公司与医院的合作意愿。因此，为了能够平衡风险，同时双方能够共享效益，基于风险因素及对EPC模式的认知提出以下建议。

①在合同方面，医院与节能服务公司应在签订合同前更多地协商并订立相应规避风险的条款。比如合同内规定双方均能够接受的最低能源单价，以此减少因在合同期内能源价格的波动带来的效益风险。

②在政策方面，政府部门应当出台针对医院与节能服务公司应用EPC 模式进行的建筑节能改造项目的相关激励政策，不仅能提高双方在节能改造工作上的积极性，还能在一定程度上降低双方在改造项目中所承担的风险。

③在监管方面，国家应当建立相应的权威机构认证标准，增加国内权威机构数量，并且大力支持医院建立节能监管平台。在权威机构及监管平台共同的作用下，科学地反映真实的节能效益，具有三级计量的节能平台，更细致地反馈各区域各设备具体的用能数据，既起到监管的作用，还能够为双方在节能效益方面确定准确的数据。