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为地球降温,医院制冷系统大有可为

随着全球制冷需求的增加,制冷系统带来的温室气体排放引起了越来越多的关注。2019年6月,国家发展改革委联合工业和信息化部等6部委,共同发布《绿色高效制冷行动方案》,将从强化标准引领、提升绿色高效制冷产品供给、促进绿色高效制冷消费、推进节能改造和深化国际合作五个方面大幅提高制冷能效,推进制冷行业绿色、高质量发展,并设定到2030年,大型公共建筑制冷能效提升30%等具体目标[1]。在各类公共建筑中,医院建筑因其不间断运行,且对室内环境质量要求较高等特点,能耗相对较高,而制冷系统能耗在其中占有很大比例。通过开展制冷系统能源审计和节能改造可有效降低医院能耗,不仅节约运行成本,而且降低碳排放。

 

医院制冷系统碳排放

目前全球的医院制冷系统每年会产生约3.65亿吨二氧化碳当量的排放;如果不提升制冷效率或减少发电系统的碳排放,到2040年,这一排放量可能会增加到现有水平的4倍[2]。

 

图1:不同地区医院制冷系统的碳排放量[3]年度百万吨二氧化碳排放量(MtCO2e)

(排放量数值区间显示了不同情景下的标准差)

 

另外,目前被大量使用的氢氟碳化物(HFCs)制冷剂具有极高的全球变暖潜能值,从不同的时间跨度来看,可达到等量二氧化碳的几千甚至上万倍[4]。2016年,全球在《蒙特利尔议定书》下达成减排HFCs的《基加利修正案》,该修正案已于2019年1月1日正式实施。在《基加利修正案》的要求下,80%以上HFCs的应用将被逐步替代,按照其实施目标,全球可以避免0.3℃-0.5℃的升温,这对于减缓气候变化意义重大[5]。

 

医院制冷系统节能途径及案例

我国有大量医院建于20世纪,受早期建设的观念和技术所限,存在建筑陈旧和能耗较大等问题;此外,能源工程施工质量较差,系统未认真调试,缺乏实效的调控策略及高效管理模式均是造成能耗偏高的主要原因[6]。近些年,部分医院开展既有建筑节能改造项目,新建项目中也采纳绿色建筑标准,但仍有大量医院建筑存在耗能高的问题。有调查显示,很多绿色建筑实际运行能耗与普通同类型建筑相比没有明显降低,这反应在建筑建成后的运行和维护过程中可能存在不足,没能充分发挥建筑在设计时的节能优势。

 

与此同时,提高医院制冷系统能效,降低排放的技术已经非常成熟,包括采购高效率、低全球升温潜能冷却剂的空调设备;通过对围护结构增加外保温、采取遮阳措施等方式改善围护结构性能,降低围护结构能耗;定期检修、清洗系统部件;建设完备的分项计量系统,完善集中监控平台;采用现场和非现场可再生能源;加强培训学习,提高医院制冷系统运行管理水平;以及改变用户能源习惯,提高节能意识等。

 

这其中,很多低成本的节能措施能实现可观的节能效果,比如改进日常用能习惯。英国巴茲国民医疗服务机构通过改变工作人员的行为习惯,比如关闭不必要的设备和灯光、合理设置空调温度等,实现10.5万英镑的能源成本节约,其中关门的行为每年可节省7801英镑,而关闭房间灯光每年可节省13714英镑[7]。 另外,在建筑设计建设之初就应充分考虑节能效果。有研究显示,在美国,玻璃占建筑外立面之比低于25%的医院的平均制冷量仅为占比为26-75%的医院的一半,而那些占比超过75%的医院的制冷量要更高[8]。

 

国内也有很多医院通过开展制冷系统节能改造实现很好的节能效果。北京回龙观医院通过将医院420台老旧分体空调更新为节能变频空调,使空调耗电量大幅减少,年节电量约20万度;另外,医院还将1号病房楼的水源热泵改为地源热泵,改造完成后,通过科学运行和管理,中央空调机组系统电力消耗较改造前节约用电约13%[9]。

 

结语:

制冷是每个人应当享有的需求。随着全球升温加剧和人们生活水平提升,制冷需求正在不断攀升。国际能源署预测,到2050年全球三分之二的家庭都将拥有和使用空调,建筑制冷所带来的电力消耗也将增至3倍[10]。采取气候友好型、高效低排放的制冷系统,将在满足制冷需求的同时减缓气候变化,实现双赢。在医院开展制冷系统节能改造可能会遇到改造资金不足、影响医院运行等阻碍,但现有的大量实践案例表明这些问题并非无法克服。医院制冷系统节能改造的推进需要管理层的重视,看到提升制冷能效对减缓气候变化——21世纪人类面临的最大健康威胁,所发挥的重要作用。


注释:
 
[1] 中华人民共和国中央人民政府网,《绿色高效制冷行动方案》,http://www.gov.cn/xinwen/2019-06/15/5400474/files/3daad33b125443abbd88855b69c61d3c.pdf
 
[2] Kigali Cooling Efficiency Program, Hovland Consulting LLC, Health Care Without Harm, “Global Climate Impact from Hospital Cooling”. October 2018. https://www.k-cep.org/hospital-cooling-report/
 
[3] Kigali Cooling Efficiency Program, Hovland Consulting LLC, Health Care Without Harm, “Global Climate Impact from Hospital Cooling”. October 2018. https://www.k-cep.org/hospital-cooling-report/
 
[4] 绿色和平,“面对含氟温室气体的挑战,中国何去何从”, https://www.greenpeace.org.cn/china/Global/china/_planet-2/report/2008/4/f-gases-challenge.pdf
 
[5] 中国气象局,“保护臭氧层同时减少温室气体排放”,http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqhbh/2011xqhbhyhy/201901/t20190103_511745.html
 
[6] 赵伟,狄彦强等,《医院建筑绿色改造技术指南》,2015年12月,中国建筑工业出版社。
 
[7] 《中国医院建筑与装备》,2018年07期,“将节能与改善患者体验并行——英国巴茲保健和国民信托的节能方案”。
 
[8] Kigali Cooling Efficiency Program, Hovland Consulting LLC, Health Care Without Harm, “Global Climate Impact from Hospital Cooling”. October 2018. https://www.k-cep.org/hospital-cooling-report/
 
[9] 唐命,《北京回龙观医院综合节能改造心得体会》,2019医疗卫生部门可持续采购论坛发言,2019年6月16日。
 
[10] 韩炜,《COP25速递|为地球降温 绿色制冷成“热”话题》。碳排放交易,2019年12月10日。http://www.tanpaifang.com/tanguwen/2019/1210/66848.html
 
作者:姜超
校对:赵昂、林佳乔
编辑:李颖
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