Niektóre jeziora mogą pomóc w ogrzewaniu i chłodzeniu budynków

W debacie o energetyce dominują duże instalacje – elektrownie, farmy wiatrowe czy fotowoltaika. Rzadziej zwraca się uwagę na zasoby dostępne lokalnie, takie jak jeziora. Tymczasem ich potencjał nie wynika z wysokiej temperatury, jak w przypadku geotermii, lecz z jej stabilności – szczególnie w głębszych warstwach wody.

Możliwość tę opisują autorzy artykułu opublikowanego w czasopiśmie Resources (doi: 10.3390/resources15020027). Badania przeprowadzili naukowcy z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – PIB, Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy oraz Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Zespół łączy kompetencje z zakresu klimatologii, hydrologii, geografii oraz praktycznych zastosowań energetyki.

Jak działa energia z jeziora?

Wykorzystanie energii jezior odbywa się za pomocą pomp ciepła współpracujących z wymiennikami zanurzonymi w wodzie lub systemami poboru wody. Sama zasada działania przypomina lodówkę, ale odwróconą. Zimny czynnik roboczy krążący w instalacji pobiera ciepło z wody jeziora, następnie jest sprężany, co podnosi jego temperaturę. W tej postaci oddaje ciepło do systemu grzewczego budynku. Po rozprężeniu znów się schładza i cykl się powtarza. Latem proces może działać odwrotnie – nadmiar ciepła z budynku trafia do jeziora, zapewniając efekt chłodzenia.

W tym układzie jezioro nie jest paliwem, lecz stabilnym magazynem energii: zimą źródłem ciepła, latem – odbiornikiem nadwyżek.

Głębokie warstwy kluczem do stabilności

Badacze przeanalizowali dziewięć jezior północnej Polski, korzystając z danych z lat 2007–2024. Różnorodność zbiorników – pod względem wielkości, głębokości i lokalizacji – pozwoliła ocenić ich potencjał w różnych warunkach.

Największe znaczenie mają jeziora uwarstwione termicznie. Latem tworzą się w nich wyraźne warstwy: ciepła przy powierzchni, przejściowa oraz chłodna i stabilna przy dnie. To właśnie ta najgłębsza warstwa, zwykle od około 15 metrów do dna, jest najbardziej interesująca energetycznie. Jej temperatura jest stosunkowo stała i wynosi średnio około 6,7°C. Różnice między jeziorami są niewielkie, co czyni te warunki korzystnymi dla pracy pomp ciepła oraz systemów chłodzenia.

Potencjał duży, ale nie bez ograniczeń

Naukowcy oszacowali teoretyczny zasób energii możliwy do pozyskania z głębokich warstw jezior, przy założeniu, że temperatura nie spadnie poniżej 4°C – granicy istotnej dla zachowania naturalnych właściwości wody i funkcjonowania ekosystemu.

W zależności od jeziora, przy obniżeniu temperatury o 1°C możliwe byłoby pozyskanie od 254 MWh do ponad 33 tys. MWh energii. Przy różnicy 1,5°C wartości rosły do ponad 50 tys. MWh, a w maksymalnym wariancie – bez przekraczania bezpiecznego progu – nawet do ponad 101 tys. MWh. Największy potencjał wykazało Jezioro Powidzkie, dzięki dużej objętości chłodnej, głębokiej wody.

Autorzy podkreślają jednak, że są to wartości teoretyczne. Wdrożenie takich rozwiązań wymaga szczegółowych analiz: technologicznych, ekonomicznych, prawnych oraz środowiskowych. Nie każde jezioro nadaje się do tego typu wykorzystania. Mimo to badania stanowią ważny krok w kierunku lokalnej transformacji energetycznej. Pokazują, że jeziora mogą wspierać systemy ogrzewania i chłodzenia – zwłaszcza tam, gdzie znajdują się w pobliżu zabudowy mieszkaniowej, obiektów publicznych czy infrastruktury turystycznej. W kontekście rosnących temperatur i coraz częstszych fal upałów ich rola jako źródła chłodu może w najbliższych latach dodatkowo zyskać na znaczeniu.