Chińska Tama Trzech Przełomów (Three Gorges Dam; gorges ang. “przełomy” = wąwozy rzeczne) to jedno z największych dzieł inżynierii współczesnego świata. Gigantyczna betonowa bariera rozciągająca się na 2335 metrów przez Rzekę Jangcy stanowi zarazem świadectwo technologicznego triumfu Chin i jeden z bardziej kontrowersyjnych projektów infrastrukturalnych XXI wieku. Od momentu zatwierdzenia przez rząd chiński w 1992 roku projekt przyciąga zarówno zachwyt inżynierów, jak i krytykę naukowców zajmujących się ochroną środowiska i prawami człowieka.

Historia inżynierskich planów dotyczących tamy sięga znacznie wcześniej. Już w 1919 roku Sun Jat-sen wyobrażał sobie ogromną tamę na Jangcy w swoim dziele „Międzynarodowy rozwój Chin". Po II wojnie światowej, podczas chińskiej wojny domowej, projekt zamarł. Dopiero po rewolucji komunistycznej w 1949 roku Mao Zedong poparł ideę, choć najpierw postanowiono zbudować pobliską tamę Gezhouba. Ostatecznie, w erze reform i otwarcia, w 1992 roku Ogólnochińskie Zgromadzenie Przedstawicieli Ludowych zatwierdziło budowę. Prace rozpoczęto 14 grudnia 1994 roku, a w 2012 roku ostatnia z 32 głównych turbin ruszyła.

Wymiary Tamy Trzech Przełomów przytłaczają wyobraźnię. Budowla ma 185 metrów wysokości i 2335 metrów długości. Aby wybudować tę tamę, wykorzystano aż 27 milionów metrów sześciennych betonu – tyle, ile potrzeba, by wybudować sieć autostrad łączących wielkie miasta. Samej stali zużyto 463 tysiące ton, co odpowiada masie wystarczającej do zbudowania około 60 Wież Eiffla.

Podczas budowy przesunięto ok. 103 miliony metrów sześciennych ziemi – niemal tyle, ile wyniosłyby przenosiny całego niewielkiego kraju. Dla porównania, tama zatrzymuje w swoim zbiorniku do 39 km³ wody, kiedy lustro wody osiąga maksymalny poziom. Ta masa wody zajmuje przeciętnie około 660 kilometrów długości i 1,1 kilometra szerokości.

Zmiany w regionie Tamy Trzech Przełomów między 1987 a 2006 rokiem
Dane pokazujące zmiany w regionie pomiędzy rokiem 1987 a 2006.
Źródło: Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0.

Tama Trzech Przełomów jest największą elektrownią hydroelektryczną na świecie pod względem mocy zainstalowanej. Jej moc wynosi 22,5 GW, generowana przez 32 główne turbiny o mocy 700 MW każda, plus dwie dodatkowe turbiny po 50 MW, przeznaczone głównie na potrzeby własne obiektu.

Osiągnięcia w produkcji energii są imponujące. W 2020 roku, w wyniku obfitych opadów monsunowych, elektrownia ustanowiła światowy rekord – wytworzyła około 111,8 TWh energii elektrycznej w ciągu roku, przebijając wcześniejszy rekord elektrowni Itaipu na granicy Brazylii i Paragwaju (103 TWh). W dłuższej perspektywie, od 2012 roku, kiedy wszystkie turbiny były już w eksploatacji, elektrownia wytwarza średnio blisko 100 TWh rocznie.

Dla porównania – roczna produkcja Tamy Trzech Przełomów jest około dwadzieścia razy większa niż produkcja słynnej Tamy Hoovera w Stanach Zjednoczonych. Ta energia, wytwarzana bez spalania paliw kopalnych, zastępuje pracę licznych elektrowni węglowych, co istotnie zmniejsza emisje dwutlenku węgla i zanieczyszczeń powietrza.

Każda z 32 głównych turbin waży około 6000 ton i jest zaprojektowana do generowania ponad 700 MW mocy. Zastosowano turbiny Francisa o średnicy rzędu 10 metrów, pracujące z prędkością obrotową ok. 75 obr./min. Średnia sprawność tych turbin przekracza 94%, a maksymalna sięga około 96,5%, co czyni je jednymi z najwydajniejszych turbin hydroelektrycznych na świecie.

Generatory są równie imponujące. Stator – kluczowy element generatora – ma ponad 20 metrów średnicy, a całe łożysko musi utrzymywać obciążenie rzędu 5000–5500 ton. Do produkcji generatorów zaangażowano konsorcja z udziałem firm zachodnich (m.in. Alstom, Siemens) oraz chińskich, co wiązało się z transferem zaawansowanych technologii do Chin.

Początkowo koszt projektu szacowano na ok. 180 mld juanów (ok. 22–25 mld USD według ówczesnego kursu). Do końca 2008 roku wydano ok. 148 mld juanów, z czego ponad 64 mld na budowę samej tamy i elektrowni, ponad 68 mld na przesiedlenia ludności oraz ok. 15 mld na koszty finansowe. Ostatecznie całkowity koszt projektu szacuje się na przedział 25–30 mld USD, chociaż niektóre źródła zachodnie podają wyższe kwoty.

Co ważne z punktu widzenia ekonomicznego – inwestycja zwróciła się bardzo szybko. Według oficjalnych danych, pełny koszt budowy i powiązanych działań został odzyskany już w 2013 roku, dzięki sprzedaży wygenerowanej energii elektrycznej. Oznacza to okres zwrotu liczony w kilkunastu latach od rozpoczęcia produkcji na dużą skalę.

Zanim uwagę opinii publicznej przyciągnął aspekt energetyczny, główną motywacją budowy Tamy Trzech Przełomów była kontrola powodzi. Jangcy słynęła z niszczycielskich wezbrań. W 1954 roku powódź zabiła ponad 30 tysięcy osób, zmusiła do ewakuacji blisko 19 milionów ludzi, zatopiła Wuhan na ponad trzy miesiące i sparaliżowała główne szlaki komunikacyjne.

Zbiornik Tamy Trzech Przełomów dysponuje pojemnością retencyjną rzędu 20–22 km³ specjalnie przeznaczoną do magazynowania nadmiarowej wody w czasie powodzi. Celem było obniżenie częstości i dotkliwości powodzi o skali „raz na 10 lat" do poziomu „raz na 100 lat".

Test tej zdolności przyszedł m.in. w 2010 i 2020 roku, gdy Jangcy doświadczyła silnych powodzi. Podczas jednego z takich epizodów napływ do zbiornika przekraczał 70 000 m³/s, natomiast odpływ poniżej tamy ograniczono do około 40–50 000 m³/s. Różnica została czasowo zmagazynowana w zbiorniku, co znacząco zmniejszyło zagrożenie powodziowe w dolnym biegu rzeki.

Budowa tamy istotnie poprawiła także żeglugę na Jangcy. W ramach projektu powstały dwie równoległe drogi śluzowe – każda z pięcioma komorami – które pozwalają statkom o wyporności do 10 000 ton pokonać różnicę poziomów wody rzędu ponad 100 metrów. Przejście takiego zestawu śluz zajmuje 3–4 godziny.

Zapora i koryto rzeki Jangcy w rejonie Tamy Trzech Przełomów
Widok zapory oraz koryta rzeki Jangcy.
Źródło: Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0.

Dodatkowo zbudowano pionową windę dla statków, zdolną podnosić jednostki o wyporności do ok. 3000 ton w czasie zaledwie 30–40 minut. Jest to jedno z najbardziej zaawansowanych urządzeń tego typu na świecie.

Efekty gospodarcze są znaczące. Zdolność transportowa odcinka Trzech Przełomów wzrosła kilkukrotnie. Koszty przewozu towarów drogą wodną spadły o kilkadziesiąt procent, co zwiększyło konkurencyjność transportu rzecznego względem kolei i dróg. Ułatwiono też wymianę handlową między środkowymi i zachodnimi Chinami a wybrzeżem.

Najbardziej widocznym społecznym kosztem budowy Tamy Trzech Przełomów były przesiedlenia na ogromną skalę. Wraz z napełnianiem zbiornika zatopiono 13 miast, ponad 100 miasteczek i ponad tysiąc wsi. Według oficjalnych danych przesiedlono około 1,1–1,4 mln osób.

Ludzie ci musieli opuścić domy, pola uprawne, miejsca pochówku przodków i całe znane im krajobrazy. Część społeczności przeniesiono na wyżej położone tereny w tym samym regionie, inni zostali przesiedleni do zupełnie nowych obszarów, często o gorszych warunkach glebowych czy słabszej infrastrukturze.

Chińskie władze przeznaczyły dziesiątki miliardów juanów na odszkodowania i programy wsparcia. Z czasem jednak pojawiły się doniesienia o nadużyciach, korupcji i niewystarczających świadczeniach. Badania pokazują, że w krótkim okresie poziom życia wielu przesiedlonych rodzin się obniżył. Z drugiej strony, analizy długookresowe wskazują, że część społeczności zdołała poprawić swoje dochody i warunki życia dzięki nowym inwestycjom i rozwojowi gospodarczemu w regionie.

Z punktu widzenia klimatu, Tama Trzech Przełomów przynosi wymierne korzyści. Wytwarzając dziesiątki TWh energii elektrycznej rocznie, zastępuje pracę wielu elektrowni węglowych. W przeliczeniu na emisje oznacza to setki milionów ton CO₂ mniej w horyzoncie kilkudziesięciu lat działania elektrowni.

Wokół zbiorników wodnych mogą wprawdzie powstawać emisje metanu z rozkładającej się materii organicznej, ale bilans dla tak dużego, głębokiego zbiornika w klimacie umiarkowanym jest znacznie korzystniejszy niż w przypadku płytkich, tropikalnych jezior zaporowych.

Z drugiej strony, tama poważnie naruszyła naturalne funkcjonowanie ekosystemu Jangcy. Zmieniono reżim przepływów (szczególnie ograniczono gwałtowne wahania), temperaturę wody i sposób transportu osadów. Wszystko to wpływa na ryby i inne organizmy wodne.

Szczególnie ucierpiały gatunki migrujące, które tradycyjnie wędrowały w górę rzeki na tarło. Liczebność kluczowych gatunków ryb gospodarczych i ekologicznych znacząco spadła. Wraz z przekształceniem odcinka rzeki w zbiornik jeziorny, szereg siedlisk został zniszczony lub przekształcony.

Region Trzech Przełomów był również obszarem o bardzo dużej bioróżnorodności lądowej. Zbiornik zajął część siedlisk rzadkich roślin i zwierząt, a zmiany w krajobrazie i użytkowaniu ziemi dodatkowo pogłębiły presję na przyrodę.

Tama zatrzymuje znaczną część rumowiska niesionego przez Jangcy. Oznacza to, że w zbiorniku gromadzą się ogromne ilości osadów, które z czasem mogą zmniejszać efektywną pojemność retencyjną i wpływać na bezpieczeństwo powodziowe oraz zdolność produkcyjną.

Jednocześnie poniżej tamy dochodzi do niedoboru sedymentu, co sprzyja erozji brzegów rzeki i zmianom w deltach rzecznych. Może to w dłuższym okresie zwiększać podatność obszarów nadmorskich, w tym delty Jangcy, na działanie sztormów i podnoszenie się poziomu morza.

Napełnienie tak ogromnego zbiornika wodnego wpływa także na geologię regionu. Zwiększenie masy wody i infiltracja wód w głąb skał zmieniają rozkład naprężeń w skorupie ziemskiej. W efekcie w okolicy zbiornika odnotowano wzrost liczby słabych i bardzo słabych trzęsień ziemi. Choć większość z nich ma niewielką magnitudę i nie stanowi bezpośredniego zagrożenia dla konstrukcji tamy, zjawisko to jest uważnie monitorowane. Największe zarejestrowane trzęsienie w regionie osiągnęło 5,1 skali Richtera. Dodatkowo, w wyniku zmian poziomu wody oraz rozluźnienia skał, notuje się zwiększoną liczbę osuwisk na stromych zboczach wokół zbiornika, co zagraża lokalnym społecznościom i infrastrukturze.

Skala Tamy Trzech Przełomów sprawia, że jej skutki wykraczają daleko poza region. Co ciekawe, obliczenia naukowców z NASA sugerują, że przemieszczenie tak dużej masy wody minimalnie zmienia moment bezwładności Ziemi, wydłużając dobę o ułamki mikrosekundy i nieznacznie modyfikując rozkład mas na planecie. Jest to efekt praktycznie niezauważalny w życiu codziennym, ale ciekawy z naukowego punktu widzenia.

Znacznie ważniejsze są jednak kwestie związane z przyszłością samej tamy i zbiornika: tempo odkładania się osadów, zmiany klimatu wpływające na reżim opadów i przepływów, a także starzenie się infrastruktury. Wszystkie te czynniki będą decydować o tym, jak długo tama będzie w stanie spełniać swoje funkcje w obecnym zakresie.

Tama Trzech Przełomów jest jednocześnie imponującym osiągnięciem inżynierskim i symbolem wysokiej ceny, jaką często płaci się za megaprojekty infrastrukturalne.

Z jednej strony dostarcza ogromnych ilości energii elektrycznej z niskoemisyjnego źródła, znacząco redukuje ryzyko katastrofalnych powodzi w dolnym biegu Jangcy i poprawia żeglugę śródlądową wspierającą rozwój gospodarczy regionu.

Z drugiej strony wymagała przesiedlenia ponad miliona ludzi, doprowadziła do istotnych zmian w ekosystemie rzeki i utraty części bioróżnorodności, zwiększyła ryzyko osuwisk i wymaga stałego monitoringu geologicznego, a jej długoterminowe skutki – szczególnie związane z sedymentacją i zmianami klimatu – pozostają częściowo niepewne.

Tama Trzech Przełomów stała się więc symbolem dylematów, przed jakimi stają współczesne społeczeństwa: jak pogodzić potrzebę rozwoju, bezpieczeństwa i czystej energii z ochroną ludzi i środowiska. Odpowiedź na to pytanie nie jest jednoznaczna, ale chińska gigainwestycja sprawia, że dyskusja na ten temat staje się wyjątkowo konkretna i namacalna.

Literatura i źródła