Na świecie jest około 57 tys. dużych zapór (za takie uważa się obiekty o wysokości powyżej 15 m). Najwięcej, bo ponad 23 tys., znajduje się w Chinach. Na kolejnym miejscu są Stany Zjednoczone z około 9200 takimi obiektami. Więcej niż 300 ma wysokość powyżej 150 m. 

10. Zapora Grand Coulee, Stany Zjednoczone

Zapora Grand Coulee. Fot. Chris/Adobe Stock

Moc zainstalowana: 6,8 GW

Najstarsza w pierwszej dziesiątce rankingu zapora była budowana w latach 1933–1942. Z dwiema elektrowniami służyła do produkcji elektryczności i dostarczania wody do nawadniania terenów rolnych. W 1975 ukończono trzecią elektrownię, a później czwartą (1980), dzięki czemu moc zainstalowana osiągnęła 6809 MW.

Plany budowy wzbudziły spory między zwolennikami kanału do nawadniania i stronnikami zapory. Ostatecznie w 1933 r. ruszyły prace przy tej drugiej, a choć pozwolenie dotyczyło obiektu o wysokości 88 m tylko do produkcji prądu, wykonawca stawiał zaporę wysoką na 168 m (długość korony to 1592 m). Rok później przedsięwzięcie zatwierdził prezydent Franklin Delano Roosevelt. Zbiornik, który zyskał jego imię, nawadnia powierzchnię 2700 km². Jego pojemność wynosi 12 km³, przy czym połowa to rezerwa.

Elektrownie są wyposażone w 33 generatory. 27 to turbiny, a sześć to pompo-generatory. W 1941 r. produkcję energii elektrycznej rozpoczęły dwie jednostki – lewa z trzema generatorami o łącznej mocy 3 MW i prawa, gdzie jest ich dziewięć, każdy 125 MW–megawatowy. Do 1950 r. ich liczba wzrosła do 18. W 1975 r. uruchomiono trzy kolejne o jednostkowych mocach 600 MW, a w 1980 jeszcze trzy po 805 MW. Sześć pomp ma możliwość odwrócenia przepływu, co pozwala wygenerować sumarycznie 150 MW.

9. Zapora Xiangjiaba, Chiny

Zapora Xiangjiaba. Fot. Yangtze Power

Moc zainstalowana: 7,8 GW

Zapora Xiangjiaba jest jednym z obiektów na rzece Jinsha (dopływie Jangcy) w prowincjach Yunnan i Syczuan w południowo-zachodnich Chinach. Jej elektrownia jest wyposażona w jedenaście turbin Francisa – cztery o mocy 812 MW, tyle samo mocy 800 MW i trzy o mocy 450 MW. Łączna moc zainstalowana to 7750 MW. Obiekt budowano od 26 listopada 2006 r. Pierwszy generator uruchomiono w październiku 2012 r., a ostatni w lipcu 2014 r. Prąd jest przesyłany linią HVDC 800 kV do Szanghaju. Roczna produkcja energii elektrycznej to średnio 30,75 TWh.

Zapora wznosi się na 161 m, a długość korony wynosi 909 m. Zbiornik zajmuje obszar 95,6 km² i ma pojemność 5,16 mld m³. 903 mln m³ zarezerwowano na wody powodziowe. Poza ochroną przeciwpowodziową służy do nawadniania upraw, jest też wyposażona w największą na świecie śluzę umożliwiającą statkom przejście obiektu w 15 min. W przypadku Zapory Trzech Przełomów taka operacja zajmuje 5 godz. Żadna z 24 pozostałych elektrowni wodnych na zaporach Jinshy nie ma takich rozwiązań.

8. Zapora Tucuruí, Brazylia

Zapora Tucuruí. Fot. Repórter do Futuro/wikimedia

Moc zainstalowana: 8,4 GW

Zaporę Tucuruí (portugalskie tłumaczenie z język Tupí, oznacza „wodę konika polnego”) budowano w latach 1975–1984. Powstała na rzece Tocantins. Prace nad projektem rozpoczęto w 1969 r., w 1973 r. opracowano studium wykonalności (wykluczono drugi planowany obiekt), a w 1974 r. rząd brazylijski zatwierdził przedsięwzięcie. Roboty budowalne ruszyły w 1976 r. Wykonawcą była firma Camargo Correa, która wygrała przetarg i zrealizowała pierwszy etap prac. Powstała zapora o wysokości 78 m i długości korony głównej 6,9 km oraz elektrownia wodna. Koszty z przewidywanych 3,6 mld dol. wzrosły do 5,5 mld dol. W drugim etapie wykonano nową elektrownię i w 2007 r. (z rocznym opóźnieniem) osiągnęła moc docelową. Obiekt ma 25 turbin o łącznej mocy 8370 MW i wytwarza 21,4 TWh energii elektrycznej rocznie. Pojemność zbiornika wynosi 45 km³, zajmuje obszar o powierzchni 2850 km², a największa głębokość to 72 m.

By postawić budowlę wysiedlono 32 tys. osób, które straciły możliwość połowów ryb, ich źródła utrzymania. Mimo obietnic rządu nie otrzymali odszkodowań i pomocy. Doszło też do zamordowania prof. Dilmy Ferreiry Silvy, jej męża i przyjaciela. Naukowczyni była regionalną koordynatorką ruchu osób poszkodowanych z powodu inwestycji. Wiele takich przedsięwzięć, nie tylko w Brazylii, budzi kontrowersje i powoduje protesty.

7. Zapora Wudongde, Chiny

Zapora Wudongde. Fot. Three Gorges Corporation

Moc zainstalowana: 10,2 GW

Otwarta w 2021 r. zapora Wudongde jest jednym z czterech obiektów kaskadowych na rzece Jinsha. W najwyższym punkcie wznosi się na 270 m. Długość korony to 988 m, dolna szerokość wynosi 51 m – jest najcieńsza na świecie wśród obiektów o wysokości do 300 m, ze stosunkiem szerokości do wysokości 0,19. Podczas budowy wykorzystano niskocieplny cement (zawierający obok klinkieru 10% wypełniacza wapiennego, materiału odpadowego) obniżający uwodnienie. Zbiornik zapory ma pojemność 7,4 mld m³, przy czym regulowana objętość wody to 3 mld m³. 2,44 mld m³ służy do kontrolowania przepływu podczas powodzi. Budowę zapory prowadzono w latach 2015–2020. W czerwcu 2021 r. jej siłownia osiągnęła pełną moc. Inwestycja pochłonęła około 18 mld dol.

Elektrownia składa się z 12 turbin o mocy 850 MW każda, rozmieszczonych po sześć w górach po obu stronach obiektu. Produkcja energii elektrycznej wynosi prawie 39 TWh rocznie. Dziennie wytwarza tyle prądu, ile zużywa 300 tys. osób rocznie.

6. Zapora Guri, Wenezuela

Zapora Guri. Fot. Paolo/Adobe Stock

Moc zainstalowana: 10,3 GW

Pierwszy etap budowy zakończono w 1969 r. Powstała wtedy zapora ziemna ma rzece Caroní w stanie Bolívar we wschodniej części Wenezueli. Elektrownia na budowli miała wtedy moc 1750 MW. W 1976 r. zaczęto rozbudowywać obiekt, a ze względu na rosnące potrzeby energetyczne, prace trwały do 1986 r. Zwiększono wysokość budowli ze 106 do 162 m, wydłużono koronę z 690 do 7426 m, a po latach osiągnięto moc 10,3 GW. Aktualnie to 10 turbin po 725 MW (ich instalację zakończono w 2009 r.), cztery o jednostkowej mocy 180 MW, trzy 400-megawatowe, trzy po 225 MW i jedna licząca 340 MW. Roczna produkcja energii elektrycznej to około 50 TWh. Moc wyprowadzają trzy linie wysokiego napięcia – 800 kV, 400 kV i 230 kV.

Zbiornik zapory zajmuje obszar 425 tys. ha, jego pojemność wynosi 135 mld m³. Służy też do ochrony przed powodziami. Teoretycznie jest w stanie utrzymać maksymalny przepływ rzeki przez 320 dni w roku.

W 2009 r. rozpoczęła się budowa czterech kolejnych zapór w tzw. kaskadzie Caroni. Po zakończeniu tych inwestycji, łączna moc elektrowni wodnych tych obiektów osiągnie 18 GW.

5. Zapora Belo Monte, Brazylia

Zapora Belo Monte. Fot. Bruno Batista/VPR

Moc zainstalowana: 11,2 GW

85% zapotrzebowania na energię elektryczną w Brazylii pokrywają elektrownie wodne. Największa z nich znajduje się na zaporze Belo Monte. Plany jej budowy pojawiły się w 1975 r., ale z powodu licznych kontrowersji zostały odłożone. Ostatecznie, po kolejnych perturbacjach, prace ruszyły w 2011 r., a obiekt z siłownią oddano do użytku w 2016 r. Ostateczną moc osiągnęła w 2019 r. po zainstalowaniu 18 turbiny. Oscylacje przepływów wody powodują, że średnia moc elektrowni to 4571 MW, czyli 39% całkowitej. Obiekt budził kontrowersje od lat, a współcześnie jego największym problemem jest niska wydajność. Przeciętna roczna produkcja energii elektrycznej to 39,5 TWh. Przy zainstalowanej mocy i stabilnej pracy powinno to być około 90 TWh. Krytycy podkreślają, że inwestycja doprowadziła do dewastacji obszarów leśnych Amazonii, pogorszyła warunki życia ludności rdzennej, projektanci popełnili poważne błędy przy szacowaniu przepływów wody i fluktuacji między okresami deszczowymi i suchymi. Efektywność elektrowni stopniowo pogarsza się ze względu na zmiany klimatu.

Budowlę posadowiono na rzece Xingu. To zespół trzech zapór, Belo Monte znajduje się w środku. Wysokość wynosi 90 m, a długość 3545 m. Obiekt ma dwa zbiorniki o pojemnościach 1,89 mld m³ i 2,07 mld m³.

4. Zapora Xiluodu, Chiny

Zapora Xiluodu. Fot. Three Gorges Corporation

Moc zainstalowana: 13,9 GW

Zapora Xiluodu z dwiema hydroelektrowniami (po prawej i lewej stronie) znajduje się w dolnym biegu rzeki Jinsha i jest położona między powiatami Leibo w prowincji Syczuan oraz Yongshan w prowincji Yunnan. Zapewnia prąd, ochronę przeciwpowodziową, zatrzymuje osady i usprawnia nawigację w górnym biegu rzeki. Budowano ją od kwietnia 2007 r., otwarto w 2013 r., a jej elektrownie pełną moc uzyskały w 2014 r. Jest wyposażona w 18 turbin o mocy jednostkowej 770 MW. Wysokość budowli wynosi 285,5 m, a długość 700 m (zużyto 6,8 mln m³ betonu). Ma wysoką odporność sejsmiczną. Zbiornik obiektu ma pojemność 4,65 mld m³.  Zapora znajduje się na rzece Jinsha w dorzeczu Jangcy i jest kluczowym elementem systemu ochrony przeciwpowodziowej (należy do zespołu zapór kaskadowych, pozostałe to Wudongde, Baihetan i Xiangjiaba).

3. Zapora Itaipu, Brazylia/Paragwaj

Zapora Itaipu. Fot. Jose Luis Stephens/Adobe Stock

Moc zainstalowana: 14 GW

Zapora Itaipu przecina rzekę Parana, jej nazwa pochodzi od wyspy w pobliżu placu budowy. W języku guarani oznacza „brzmiący kamień”. Jest położona na granicy Brazylii i Paragwaju, powstała w ramach wspólnego przedsięwzięcia, znajduje się 15 km od Mostu Przyjaźni. Moc 14 GW osiąga z 20 generatorów (każdy ma po 700 MW). Powstawała w latach 1975–1982, a otwarto ją w 1984 r. 10 turbin generuje częstotliwość 50 Hz dla Paragwaju, a drugie tyle 60 Hz dla Brazylii. Jednak ten drugi kraj zużywa 85% prądu, ponieważ większość jest eksportowana z pierwszego dwiema liniami 600 kV HVDC o długościach po 800 km i trafia do regionów São Paulo i Rio de Janeiro. Wytwarzana energia zaspokaja 15% zapotrzebowania w Brazylii i niemal 90% w Paragwaju.

Wysokość zapory wynosi 196 m, długość korony to ponad 7,9 km. Zbiornik ma pojemność 29 km³ i powierzchnię 1350 km². Z 1 km² uzyskuje się moc 10,4 MW.

2. Zapora Baihetan, Chiny

Zapora Baihetan. Fot. Three Gorges Corporation

Moc zainstalowana: 16 GW

Oddana do użytku 20 grudnia 2022 r. zapora łukowa (budowę rozpoczęto w 2017 r.) wznosi się na wysokość 289 m, a jej korona rozciąga się na 827 m. Szerokość u podstawy wynosi 72 m, a w koronie 13 m. Jej elektrownia wodna jest wyposażona w 16 hydrogeneratorów, każdy o mocy 1 GW. Prawdopodobnie jest to ostatnie duże przedsięwzięcie zapoczątkowane zaporą Trzech Przełomów i kontynuowaną zaporami Wudongde, Xiluodu i Xiangjiaba. Wszystkie znajdują się w tym samym systemie rzecznym, Baihetan przecina rzekę Jinsha. Poza produkowaniem energii elektrycznej zapewnia ochronę przeciwpowodziową i blokuje przepływ piasku. Budowa pochłonęła 24,4 mld dol.

1. Zapora Three Gorges, Chiny

Zapora Three Gorges. Fot. jerdad/Adobe Stock

Moc zainstalowana: 22,5 GW

Największa pod względem mocy elektrowni wodnej zapora wodna (Zapora Trzech Przełomów) znajduje się w prowincji Hubei, a wybudowano ją na rzece Jangcy, najdłuższej w Chinach. Budowa rozpoczęła się w 1993 r., konstrukcja była gotowa w 2006 r., a do 2010 r. trwało napełnianie zbiornika wodą. Pełną operacyjność budowla z hydroelektrownią osiągnęła w 2012 r. z mocą 22,5 GW, ale produkcja energii elektrycznej rozpoczęła się w październiku 2008 r. przy mocy 18,3 GW.

Zapora ma wysokość 185 m, a długość jej korony przekracza 2,3 km. Objętość zbiornika to 39,3 km³. Do budowy obiektu użyto 28 mln m³ betonu i 463 tys. m³ stali. Elektrownia składa się z 32 turbin o mocy jednostkowej 700 MW i dwóch po 50 MW. Rocznie produkują około 100 TWh energii elektrycznej. W 2020 r.

Największe zapory – moc elektrowni wodnych

Źródło: Interesting Engineering, World Economic Forum, Balkan Geen Energy News, Academic Accelarator

Przeczytaj także: Najbogatsze kraje świata – TOP 50