Tout comme nous comptons sur les services de santé pour soutenir et améliorer notre bien-être, le secteur s'efforce d'avoir un impact positif sur la santé humaine pour les communautés dans leur ensemble, notamment en réduisant son empreinte carbone. Le secteur des soins de santé aux États-Unis est responsable de 7,6 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) du pays, ce qui en fait le plus grand émetteur mondial du secteur.

Les hôpitaux, en particulier, ont un impact considérable sur le climat. Les États-Unis comptent plus de 6 000 hôpitaux, dont la plupart dépendent encore des combustibles fossiles pour l'exploitation des bâtiments et les fonctions médicales. En raison de ces opérations, qui incluent la chaleur pour la stérilisation, le contrôle de l'humidité et une grande quantité d'air extérieur, ils sont de grands consommateurs d'énergie - avec une intensité d'utilisation de l'énergie en moyenne près de trois fois plus élevée que celle des autres bâtiments commerciaux - ce qui fait de la réduction des émissions de carbone un défi considérable.

La décarbonisation de ces installations existantes, qui comprennent souvent des laboratoires, des bâtiments de recherche universitaire et des campus médicaux, est encore compliquée par les opérations critiques qui doivent être en service à tout moment. Le processus de transition vers des sources d'énergie à faible teneur en carbone peut également impliquer des investissements financiers importants et des coûts d'exploitation plus élevés à court terme.

Néanmoins, comme des milliers d'hôpitaux vieilliront au cours de la prochaine décennie, la majorité du secteur des soins de santé devra réduire ses émissions de gaz à effet de serre et électrifier son parc immobilier. Face à cette réalité, comment ces établissements existants, complexes et énergivores, peuvent-ils réduire au mieux leurs émissions de carbone tout en maîtrisant leurs coûts, en maintenant la qualité des soins et en réalisant des gains à long terme ? Et comment les hôpitaux peuvent-ils aligner leurs missions de soins de santé sur leurs impacts climatiques ?

L' avantage de la vue d'ensemble

Certains pionniers du secteur de la santé adoptent des stratégies ambitieuses de réduction des émissions de carbone qui vont au-delà des exigences réglementaires et font avancer de manière proactive le processus de transition. C'est le cas d'un grand établissement de santé qui élimine la combustion de gaz naturel sur site et met en œuvre des opérations à zéro carbone, conformément aux objectifs de l'État en matière d'émissions nettes nulles d'ici à 2050. Mais pour la plupart des hôpitaux, la transition énergétique est un voyage inconnu dont les coûts sont mal définis .

L'application d'un cadre décisionnel stratégique fondé sur des données et des analyses globales permet de définir le processus. Cette approche devrait être utilisée pour générer des combinaisons réalisables de mesures d'efficacité, d'électrification et de carburants alternatifs, fournir des analyses des coûts énergétiques et du cycle de vie, élaborer des scénarios de retour sur investissement et aider les propriétaires à prendre des décisions commerciales cruciales sur les systèmes et les technologies à adopter et sur le moment de la transition.

Réduire les émissions de carbone et les coûts

Les propriétaires d'hôpitaux voudront trouver des solutions techniquement viables, à faible émission de carbone et spécifiques à leur site, qui réduisent également les coûts d'exploitation, même si les coûts de l'électricité peuvent être initialement plus élevés que ceux du gaz naturel. Se concentrer sur l'efficacité énergétique, le "premier carburant", en identifiant les MCE possibles pour un établissement, une centrale de production d'électricité (CUP) et/ou pour l'ensemble d'un campus médical, constitue un moyen rentable de réduire la consommation d'énergie à court terme .

Une planification précoce peut aider les établissements à tirer parti des mesures d'incitation à la mise en œuvre de solutions à faible émission de carbone et à étudier les contrats d'achat d'électricité susceptibles de réduire les coûts. Les propriétaires d'hôpitaux peuvent étudier d'autres structures pour le financement et l'acquisition de grandes infrastructures et pour la définition de grands programmes de mesures de conservation de l'énergie (MCE) .

Les hôpitaux peuvent également réaliser des économies stratégiques tout au long de la transition énergétique en échelonnantle processus, par exemple en convertissantles systèmes en fin devie s'ils sont les plus efficaces , et en faisant coïncider les investissementsmajeurs avec les plans d'investissement. Pour la feuille de route de décarbonisation de l'Université de Californie à San Francisco (UCSF), le plan d'Arup établit un équilibre entre le remplacement intentionnel des équipements en fin de vie et le maintien des équipements au gaz naturel commeressource supplémentairepour les rares besoins desecours ou de chauffage en période de pointe . Cela réduit l'impact des coûts d'investissement requis pour une mise en œuvre complète tout en permettant l' intégration denouvelles technologies.

Le calendrier de transition stratégiquedu plan permet également d'échelonner les investissements tout au long de la durée de vie de la feuille de route et de les aligner sur d'autres investissements, tels que la modernisation des laboratoires, la reconstruction d'installations vieillissantes et les rénovations sismiques. Une planification précoce a également permis de réaliser des économiessupplémentaires auprès du fournisseur de distribution électrique et d'identifier les fondsfédéraux disponibles pour ce projet.

Connaître ses options

L'Arup a aidé l'école de médecine Chan de l'Université du Massachusetts (UMass Chan) à élaborer une stratégie pour atteindre son objectif de neutralité carbone des émissions de GES de portée 1 et 2 d'ici 2050 pour son campus principal composé de sept bâtiments reliés au CUP. Notre équipe a commencé par analyserles cinq dernières années de données historiques mensuelles sur les services publics, en identifiant les tendances en matière d'utilisation et encomparant l'utilisation d'UMass Chan aux références de l'industrie. Cela nous a permis de nous concentrer sur les meilleures possibilités de réduire la consommation d'énergie et l'utilisation de combustibles fossiles.

Nous avons dressé une liste complète de mesures d'économie d'énergie avec les coûts estimés correspondants, les économies d'énergie attendues, la période de récupération simple et les incitations disponibles pour les solutions à faible émission de carbone. La longue liste d'options allait du remplacement des vannes qui fuient et de l'installation de détecteurs de présence à des rénovations énergétiques profondes visant à remplacer les systèmes mécaniques vieillissants du bâtiment.

Nous utilisons souvent un processus d'évaluation des décisions multicritères (MCDA) pour aider les hôpitaux à prendre des décisions de décarbonisation impliquant de multiples facettes. Ce processus met l'accent sur des facteurs plus généraux ainsi que sur des questions techniques liées à la situation de l'hôpital, telles que les conditions géographiques ou de résilience, la constructibilité et la faisabilité des solutions, les fonctions essentielles à la mission, ainsi que la formation potentielle de la main-d'œuvre nécessaire pour utiliser les nouvelles technologies. Pour la feuille de route de l'UCSF, le MCDA sert de guide précieux et continu, informant la prise de décision tout au long de la durée de vie du projet de décarbonisation, y compris lors de la révision des décisions au fur et à mesure de l'émergence de nouvelles technologies ou lorsque les projets sont mieux définis.

Évaluer les voies potentielles

Une fois que les hôpitaux ont commencé à réduire leur consommation d'énergie, leurs plans de décarbonisation peuvent se concentrer davantage sur l'électrification des centrales de production de chaleur et d'autres systèmes, sur l 'optimisation de l'utilisation de la chaleur résiduelle et sur la réduction de la demande d'électricité pour compenser les coûts plus élevés de l'électricité par rapport au gaz. C'est à ce moment-là qu'une approche stratégique de la prise de décision est essentielle.

Pour leplan de décarbonisationde l'UMass Chansur 25 ans, Arup s'est concentré sur la transition vers l'abandon du gaz naturel et la réduction de la charge des refroidisseurs et des pertes d'énergie. Nous avons utilisé un arbre de décisionpour évaluer les points de décisioncruciaux en matière de décarbonisation auxquels l'hôpital est confronté. Il s'agissait notamment de déterminer si l 'UMass Chan devait conserver le réseau de distribution de chaleur à vapeur sur le campus ou se convertir à un système à eau chaude. L'arbre de décisiona permis demieux comprendre l' équilibre entre l'utilisation des actifs existants et la réalisation des objectifs institutionnels de réductiondes émissions de carbone.

Arup a ensuite développé un tableau de bord permettant à l'université d'examiner les différentes voies permettant d'atteindre les réductions de carbone souhaitées à un niveau granulaire. Il révèle les nombreuses permutations inhérentes aux différentes stratégies de décarbonisation - telles que les technologies à déployer, le type de carburant requis, le type et les quantités d'achats d'énergie verte, et les calendriers de mise en œuvre - toutes assorties de compromis et d'opportunités.

Le tableau de bord apporte de la flexibilité et une orientation future aux stratégies de décarbonisation en intégrant des technologies qui, si elles ne sont pas réalisables à court terme, pourraient être de plus en plus viables à long terme. Il s'agit notamment d'options de changement de combustible pour parvenir à une consommation nette nulle sur place à l'avenir, y compris des options pour les réacteurs micronucléaires, l'hydrogène vert, les biocarburants et les chaudières électriques.

Après avoir examiné toutes les options, UMass Chan a décidé de maintenir le système de vapeur existant, car il est efficace et rentable, tout en continuant à réduire la charge de vapeur et en se convertissantéventuellement à une source d'énergie à faible teneur en carbone pour la production de vapeur.

Decarbonising hospitals infographic

Pour UMass Chan, Arup a utilisé un arbre de décision pour évaluer la possibilité de moderniser le système de chauffage ou de conserver le système de chauffage à vapeur.

Arup a développé un tableau de bord similaire pour l'UCSF qui a permis à l'équipe du projet de modifier le calendrier des mesures de décarbonisation afin de révéler le coût total et les impacts de la période de récupération. Il permet également à l'UCSF d'explorer différentes voies d'augmentation des coûts d'investissement, d'exploitation et d'énergie afin de tester différents scénarios financiers futurs.

Tirer parti du long terme

Disposer à la fois d'un tel niveau d'informations détaillées et d'un cadre pour la prise de décision est primordial pour les hôpitaux qui font des choix qui façonneront leurs stratégies et leurs calendriers en matière de réduction de la consommation d'énergie et des émissions de carbone. Les plans doivent également être souples et axés sur l'avenir, et prévoir des solutions de rechange et des passerelles pour l'intégration de nouvelles technologies au fur et à mesure qu'elles sont prêtes à être commercialisées et que leur coût est égal à celui des options actuellement disponibles .

En outre, les plans doivent permettre de s'adapter à l'évolution du paysage énergétique. Avec les réseaux intelligents qui se profilent à l'horizon, les hôpitaux pourraient vouloir se préparer à la manière dont ils s'y intégreront, par exemple. En d'autres termes, les hôpitaux doivent prévoir de ne pas savoir quelle sera leur solution nette zéro à terme et intégrer des processus de contrôle pour suivre les progrès du marché de l'approvisionnement en énergie à faible teneur en carbone. De cette manière, les hôpitaux obtiendront une valeur à long terme tout en obtenant des résultats en matière de réduction des émissions de carbone, sans pour autant s'écarter de leur mission qui est de fournir des résultats en matière de santé et de bien-être à leurs communautés.