近年的疫情，讓人們越來越關(guān)注醫(yī)療機構(gòu)在面對突發(fā)挑戰(zhàn)時的應(yīng)對能力。事實上，對于醫(yī)院而言，需要全力應(yīng)對的突發(fā)挑戰(zhàn)并不僅僅包括疫情、疾病高發(fā)期導(dǎo)致的醫(yī)療資源緊張這一種情況，極端天氣、計劃外故障等因素造成的電力保障中斷，同樣會為醫(yī)院帶來“不可承受之痛”。
微網(wǎng)：為醫(yī)院電力保障打造一道“新屏障”
面對這一挑戰(zhàn)，備用電源系統(tǒng)已經(jīng)是當(dāng)今醫(yī)院的標(biāo)配，但從以往案例來看，突發(fā)狀況下因備用電源系統(tǒng)發(fā)生故障或供電能力不足導(dǎo)致醫(yī)院停止運作仍不無先例。考慮到連續(xù)、穩(wěn)定的電力供應(yīng)對患者救治“不容有失”的重要性，我們?nèi)匀挥斜匾獮獒t(yī)院的電力供應(yīng)考慮更多的額外措施。
在這方面，微網(wǎng)正有望成為助力醫(yī)院電力不間斷供應(yīng)的一道“新屏障”。早在2017年的哈維颶風(fēng)中，美國得克薩斯醫(yī)療中心就創(chuàng)造了憑借微網(wǎng)在災(zāi)害環(huán)境中保持全面運營的成功案例。不僅如此，當(dāng)前醫(yī)院消耗的能源水平，是其他同等規(guī)模的商業(yè)建筑的 2.5 倍;因此，除了進一步降低電力中斷風(fēng)險的目的之外，來自能源成本的因素同樣促使越來越多的醫(yī)院開始考慮采用微網(wǎng)。
其好處在于，當(dāng)電網(wǎng)突發(fā)停電時，醫(yī)院可以增加獨立運行支撐的時間;當(dāng)電網(wǎng)能源成本上升時，微網(wǎng)也可以增加對分布式可再生能源或儲能的消耗，助力降低用能成本;此外，提升對可再生能源的消耗比例，也有助于實現(xiàn)更多減排，讓用能密集的醫(yī)療行業(yè)進一步提升自身的可持續(xù)性。
數(shù)字化工具助力微網(wǎng)可行性分析及規(guī)劃
那么，醫(yī)院應(yīng)該如何規(guī)劃和打造適合自身需求且具備經(jīng)濟效益的微網(wǎng)系統(tǒng)呢?施耐德電氣認為，醫(yī)院在規(guī)劃微網(wǎng)時，首先應(yīng)開展可行性研究;其次應(yīng)結(jié)合醫(yī)院的能源管理目標(biāo)，合理規(guī)劃微網(wǎng)納入分布式可再生能源的規(guī)模;此外，可以采用模塊化、預(yù)封裝的微網(wǎng)設(shè)計，以簡化安裝、運行和維護的過程;最后，還應(yīng)關(guān)注并選擇最優(yōu)的微網(wǎng)融資和運營方案，以使微網(wǎng)系統(tǒng)在可靠性、能源效率及經(jīng)濟效益等多個方面達到預(yù)期水準。
在可行性研究階段，醫(yī)院可以利用一些采用了高級建模算法的設(shè)計工具，助力進行針對設(shè)計方案的可行性分析。這些設(shè)計工具不僅可以在綜合考慮現(xiàn)有設(shè)備、成本、功能、項目執(zhí)行等制約因素的基礎(chǔ)上創(chuàng)建微網(wǎng)模型，還能夠采用高級控制算法分析并優(yōu)化分布式可再生能源的規(guī)模、類型和組合。此外，建議在規(guī)劃微網(wǎng)項目時，就采用與最終微網(wǎng)控制系統(tǒng)相同的算法，保持這樣的兼容性有助于確保實現(xiàn)最佳的微網(wǎng)性能。
某建模示例中，微網(wǎng)安裝前后，電網(wǎng)電力和燃氣能源的模擬消耗量
利用模塊化、可擴展的微網(wǎng)架構(gòu)，實現(xiàn)全程簡化
在利用數(shù)字化設(shè)計工具進行可行性分析后，醫(yī)院宜選用基于標(biāo)準化、預(yù)封裝系統(tǒng)組件的新型微網(wǎng)解決方案，以簡化微網(wǎng)安裝、運行和維護等各個環(huán)節(jié)的工作。
其中，預(yù)制式的微網(wǎng)控制中心允許在制造過程中預(yù)先安裝選定的組件，以提供即用型解決方案;預(yù)封裝的微網(wǎng)控制中心除了模塊化的開關(guān)設(shè)備設(shè)計外，還包括預(yù)先設(shè)計的算法，可以為所有重要的決策和控制應(yīng)用提供支持。
這種模塊化、可擴展的微網(wǎng)軟硬件架構(gòu)帶來了令人稱道的簡單性和可靠性，從而為醫(yī)院微網(wǎng)建設(shè)帶來種種好處。例如，模塊化架構(gòu)易于設(shè)計和安裝，部署成本更低;標(biāo)準化組件支持即插即用式替換，降低了維護成本，也更易得到供應(yīng)商的技術(shù)支持;經(jīng)過測試和驗證的系統(tǒng)架構(gòu)更加可靠;此外，具有可擴展性的設(shè)計還能夠為未來更創(chuàng)新的能源技術(shù)留出升級空間。因此，對醫(yī)院團隊而言，提供模塊化方案的供應(yīng)商無疑是更值得考慮的優(yōu)勢之選。
善用融資及運營模式，優(yōu)化經(jīng)濟效應(yīng)
在確定更具優(yōu)勢的微網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)和解決方案之后，選擇更適合自身情況的融資和運營模式也很重要。在這方面，目前主要有“客戶投資”和“能源即服務(wù)(EaaS)”兩種常見的模式可供選擇。“客戶投資”模式是指醫(yī)院采用自有資金或銀行貸款建設(shè)微網(wǎng)，并擁有對系統(tǒng)的完全控制權(quán)。在這種情況下，醫(yī)院可以直接享有微網(wǎng)產(chǎn)生的財務(wù)回報，但所有的財務(wù)、技術(shù)和運營風(fēng)險也都由醫(yī)院自身承擔(dān)。
此外，醫(yī)院還可以采用“能源即服務(wù)”(EaaS)的模式，這種模式提供了靈活的所有權(quán)結(jié)構(gòu)，以及可以利用股權(quán)和債務(wù)融資結(jié)構(gòu)的購電協(xié)議模式，參與項目的各方可以靈活利用設(shè)備租賃/貸款、購電協(xié)議、節(jié)能績效合同、節(jié)能收益共享協(xié)議或能源資產(chǎn)特許協(xié)議等多種創(chuàng)新形式來確立收益分配及協(xié)作模式。這種模式有利于讓醫(yī)院在受益于專業(yè)知識和技術(shù)的同時，降低醫(yī)院管理部門的財務(wù)和運營風(fēng)險。
“能源即服務(wù)”融資和運營模式下的典型價值鏈
當(dāng)然，醫(yī)院在選擇融資和運營模式時，除了基于對自身情況和需求的考量，還應(yīng)該適當(dāng)考慮到當(dāng)?shù)氐恼呒钜蛩?。例如，一些?dāng)?shù)卣赡茉诂F(xiàn)時或一段時期內(nèi)推出對微網(wǎng)、可再生能源和儲能的地區(qū)性激勵措施，這類因素也能夠影響醫(yī)院實施微網(wǎng)所獲得的經(jīng)濟效應(yīng)，值得仔細考量。
相信隨著“雙碳”目標(biāo)在各個領(lǐng)域深入推進，全社會利用可再生能源的比例不斷提升，今后會有更多醫(yī)院通過實施微網(wǎng)系統(tǒng)，在為醫(yī)院電力供應(yīng)打造更多保障的同時，實現(xiàn)更具經(jīng)濟性、更低碳的能源使用及管理。在這方面，施耐德電氣也推出了題為《為醫(yī)院建設(shè)有彈性的高效微電網(wǎng)：從設(shè)計到融資》的白皮書，意在為更多醫(yī)院用戶打造微電網(wǎng)系統(tǒng)提供有益的指導(dǎo)。
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