Hiina hiiglase kolm vägitegu
Ülo Vaher
08.08.2010

Hiinas Jangtse jõel kõrgub hiigelsuur, maailma võimsaim Kolme Kuru hüdroelektrijaam. Selle rajamise käigus saavutati mitmeid enneolematuid maailmarekordilisi tulemusi, mistõttu on tehtud ka ettepanek selle arvamiseks kaasaegsete suurimate ehitus-tehniliste maailmaimede hulka.

Alanud sajandil on inimkonna üheks põhimureks kujunenud üha kasvavate energiavajaduste rahuldamine. Abi otsitakse alternatiivsete taastuvate energiakandjate kasutamisest. Seeläbi loodetakse vältida ka kliimakatastroofi, vähendades kasvuhoonegaaside atmosfääri paiskamist. Oluline roll on selle juures kanda eeskätt hüdroenergial kui kõige levinumal taastuvenergia liigil – see moodustab 88% taastuvenergia varust ning teeb 20% kogu maailmas toodetavast elektrienergiast. On ka riike, kus hüdroenergia on elektri tootmisel domineeriv, näiteks Norras isegi üle 98%.
Loomulikult sõltub see peamiselt ressurssidest, mis on kahjuks riigiti väga erinevad. Hüdroelektrijaamade rajamise kulutused on küll suured ja nõuavad enamasti riiklike finantseeringute kaasamist, kuid tasuvad end üsna ruttu ära, sest jooksvad tootmiskulud on suhteliselt väikesed. Reeglina on hüdroelektrijaamades toodetav elekter seda odavam, mida võimsam on jaam. Negatiivseks küljeks on tihti nende tööks vajalike veehoidlate rajamine, sest sellega kaasneb suuremate või väiksemate maa-alade senisest käibest kõrvaldamine ja sealsete elanike ümberasustamine, mis sageli põhjustab teravaid sotsiaalseid konflikte.
Hiina hüdroenergia ressursid on väga suured. Nende kandjate hulgas troonib oma pikkuselt (6300 km) maailmas kolmandal kohal olev tormlev kaunis Jangtse jõgi. See saab alguse 5042 km kõrguselt maailma katuseks kutsutavalt Tiibeti platoolt ning kogudes arvukate lisajõgede veed, suubub Ida-Hiina merre, kandes sinna keskmiselt 32 000 m3 vett igas sekundis. Jangtse energeetiline potentsiaal peitub tema eriti suures kõrguste vahes. Jangtsel on Hiina elus, arengus ning saatuses olnud ülisuur tähtsus juba aastatuhandeid. Sel on olnud tõeliselt draakonlik jõud, mis ühe käega annab miljonitele eluks vajalikku, kuid teise käega võib võtta ka sadu tuhandeid inimelusid ikka ja jälle korduvate suurte üleujutuste tõttu. Näiteks 1911. a oli 100 000 hukkunut, 1931. a 145 000, 1935. a 142 000, 1954. a 33 169... Need arvud tõestavad, et Hiinale oli Jangtse jõge ohjeldava hiigeltammi rajamisel elektrienergia tootmisest vast veelgi tähtsam laastavate üleujutuste ärahoidmine – umbes 15 miljonit inimest ei pea enam kartma üleujutusi, aga allpool tammi ka põuda. Tammi kolmandaks ülesandeks on jõe laevatatavuse oluline parandamine 600 km pikkuse veehoidla alal.

Head ideed võivad kaua küpseda
Vajadust Jangtse tammi järele mõistsid Hiina targemad pead juba ammu ning sellekohaste ideede ja kavade ajalugu saab peagi saja-aastaseks. Juba 1918. a tuli tammi rajamise ideega välja hiina rahvuse isaks peetav Sun Yat-Sen. Tal oli oluline roll Hiinas keisrivõimu kukutamisel ja riigi suunamisel vabariiklikule arenguteele, tema püstitas selleks kolm põhiprintsiipi – rahvuslus, demokraatia ja heaolu. Ettevalmistustöid alustati 1932. a, Chiang Kai-sheki valitsuse ajal. Kuid vahele tuli Jaapani okupatsioon, jaapanlaste poolt esitati selle asemele nn Otani plaan, mis taheti pühendada Jaapani võidule. 1944. a hakkas oma projekti koostama USA insener John L. Savage. Selle realiseerimiseks saadeti USAsse asja õppima 54 Hiina inseneri, kuid ettevõtmistele tõmbas kriipsu peale kodusõda. Mao Zedong asus küll projekti toetajate poolele: kuulsaks sai tema poeem „Ujumine”, milles ta 1954. a hiigelüleujutuse mõjul nägi ette võimsa tammi ehitamist. Kahjuks läks järgnevalt peamine aur mitte ehitustöödele, vaid poliitkampaaniatele nagu „Kultuurirevolutsioon”, „Sada lille” ja „Suur hüpe”. Projekti juurde pöörduti tõsisemalt tagasi alles 1980. aastatel. Hiina rahvuskongressis kinnitati uus projekt 1992. a, kui selle poolt hääletas 1767 saadikut 2633st, seega 66%. Seejärel moodustati hiigelprojekti juhtimiseks vajalikud organid ja korporatsioonid. Finantseerimisse kaasati ulatuslikult ka väliskapitali. Projekti kogumaksumuseks hinnatakse ligikaudu 30 miljardit dollarit.
Ehitustööd algasid 1994. a ja pidid plaani järgi lõppema 2009. a, kuid hiljem otsustati projekti täiendada veel ka maa-aluse elektrijaamaga, milles kuus hüdrogeneraatorit. See peaks valmima järgmisel aastal.
Tammi keha põhiosa sai valmis ning sulges jõe 1997. a, selle taha jäävat veehoidlat hakati täitma 2003. a ning juba samal aastal andis ka esimene generaator voolu kohalikku elektrivõrku. Viimane põhiprojektis ette nähtud generaator lülitus töösse 30. oktoobril 2008, mil toimus ka jaama ametlik avamine.

Hiiglase kasv
Tammi üldpikkus on 2,3 km ning kõrgus 185 m. Tema seinte paksus on alumises osas 115 m ning ülal 40 m. Tammi ehitamiseks kulus 27,2 miljonit kuupmeetrit betooni, 463 000 tonni terast (sellest kogusest oleks piisanud näiteks 63 Eiffeli torni ehitamiseks). Tamm on varustatud 386 erinevat liiki väravaga ja 139 tõstukiga. Tööde käigus eemaldati 102,6 miljonit kuupmeetrit pinnast ning taaspaigaldati 32 miljonit kuupmeetrit täidist.
Tamm tõstab jõe veetaset seal kohas 110 m (175 m merepinna suhtes) ja moodustab 660 km pikkuse ja keskmiselt 1,12 km laiuse veehoidla üldpindalaga 1045 km2 ning mahtuvusega 39,3 km3. Tema vee läbilaskevõime küünib 116 000 m3/s. Veehoidla alla jäänud maade pindala (632 km2) on siiski üle kahe korra väiksem kui varasema maailmas võimsuselt suurima hüdroelektrijaama Itaipu veehoidla korral. Veehoidla võimaldab kuni 10 000 tonniste laevade liiklust.

Hiiglase töö
Hüdroelektrijaama on installeeritud 26 peageneraatorit võimsusega 700 MW, neist 14 tammi vasakpoolses ja 12 parempoolses otsas. Tuleval aastal käivituvad jaama maa-aluse laiendusprojekti kohaselt veel kuus generaatorit, mis tõstavad elektrijaama koguvõimsuse 22,5 GW-ni. Lisaks neile töötavad jaamas ka kaks 50 MW generaatorit kogu kompleksi enda teenindamiseks. Generaatoreid käivitavaid Francis-tüüpi hüdroturbiine ehitasid kaks ühendettevõtet – Alstom ja VGA. Nende tooted on maailma võimsaimad ja moodsaimad radiaal-aksiaalsed reaktiivturbiinid, mille 10 m läbimõõduga tööratas pöörleb nii vee potentsiaalse kui ka kineetilise energia arvel kiirusega 75 pööret minutis. Vesi juhitakse neile 81 m kõrguste ja 12,4 m läbimõõduga survetorude ja selle allosas ümber tööratta paikneva spiraalkambri kaudu. Igas sekundis läbib turbiini 600 kuni 950 m3 vett. Tänu Francise turbiini tööratta labade erilisele kujule on tema efektiivsus väga kõrge. Turbiini vertikaalne võll paneb pöörlema tema kohal asuva hiigelsuure generaatori, mille staatori diameeter on 21 m, kõrgus 3 m ja kaal umbes 6000 tonni. Generaatorite kasutegur on 94–96,5% ja väljuva voolu pinge 20 000 V.
Jaamas toodetava elektrienergia hulk sõltub veetaseme kõrgusest, see aga omakorda aastaajast. Juunist oktoobrini on Jangtse jõel kõrghooaeg, sest voolu hulga määravad peamiselt Tiibeti platool sulava jää ja lume hulk, aga muidugi ka suviste sademete rohkus jõe ülemjooksul. Näiteks saavutati jaama senine võimsusrekord (18 300 MW) möödunud aastal just augustikuus.
Lisaks Kolme Kuru elektrijaamale rajati ka 34 miljardit jüaani (~58 miljardit krooni) maksma läinud 500 kV ülekande ja -jaotusvõrk Ida-, Kesk- ja Lõuna-Hiina varustamiseks elektrienergiaga hinnaga 3,5 USA senti/kWh. Tänu sellele, et jaamas ei põletata elektri tootmiseks Hiinas traditsioonilist kivisütt, mida sellise võimsuse juures kuluks aastas 31 miljonit tonni, hoitakse ära tohutul hulgal atmosfääri saastumist (100 miljonit tonni CO2, miljon tonni tolmu, miljon tonni SO2, 370 000 tonni lämmastikoksiide, 10 000 t vingugaasi ja ka märkimisväärne kogus elavhõbedat). Kuigi algselt loodeti, et Kolme Kuru hüdroelektrijaam suudab Hiina elektrivajadustest rahuldada 10%, on Hiina areng olnud prognoositust sedavõrd kiirem, et juba praegu suudetakse vajadusest katta vaid 3%.

Tähtsaim tegu
Nagu juba eespool öeldud, peetakse Kolme Kuru tammi peaülesandeks üleujutuste ärahoidmist, mis seni on kordunud keskmise sagedusega iga kümnes aasta, vähendades selle korrani sajas aastas. 39,3 km3 mahutavusega veehoidlasse kogutakse suveperioodil liigne vesi, mida sügis-talvisel perioodil lastakse jõkke ja kasutatakse alamjooksul põllu- ja aiamaade täiendavaks niisutamiseks seal valitsevatel põuaperioodidel. Tamm näitas, et saab selle ülesandega hästi hakkama, kogudes möödunud aastal augustikuus üleujutuse vältimiseks kaheksa päeva jooksul basseini 4,3 km3 vett (veetase tõusis seejuures algselt 145 m-lt vaid 152 m-le) ja vähendades jõevoolu 15 000 m3 võrra sekundis. Selline jõevoolu reguleeriv toime aitab parandada ka tammist 40 km allvoolu asuva Gezhouba hüdroelektrijaama tootlikkust.

Hiiglane tõstab laevu
Kolme Kuru tammi erakordselt tähtsaks osaks on võimas kaherealine ja viieastmeline lüüsisõlm laevadele, mis võimaldab neil ületada kuni 113 m kõrguste vahet. Lüüsikambrite pikkus on 250, laius 35, sügavus 5 m ja nad on varustatud maailma suurimate väravatega (kõrgus 38 m ja kaal 850 tonni), suutes teenindada kuni 10 000tonniseid laevu. Lüüside läbimiseks kulub umbes 4 tundi. Lüüsisõlme majanduslikust tähtsusest räägib kujukalt fakt, et tänu sellele tõusis transpordi maht Jangtse jõel viis korda, olles jõudnud juba 60 miljoni tonnini aastas ning võib kasvada isegi 100 miljoni tonnini 2014. aastaks, mil saab valmis ka lüüsi kõrvale tammi sisse rajatav laevatõstuk, mis suudab 3000tonniseid laevu läbi tammi viia vaid 30–40 minutiga. Lüüs ja tõstuk võimaldavad vähendada jõetranspordi maksumust 30 kuni 37%.

Suure asja hind on suur
Selline hiigelprojekt nagu Kolme Kuru tamm avaldab arusaadavalt väga suurt ja mitmekülgset ning sealhulgas ka vastuolulist mõju Hiina rahvale ja loodusele. Nii sotsiaal-majanduslikult kui ökoloogilis-geograafiliselt on suurim negatiivne tegur veehoidla alla jäänud maade senisest kasutusest kõrvalejäämine ja sealsete elanike ümberasustamine. Paljude inimeste jaoks on oma senise kodu kaotamine elu suurimaid tragöödiaid, kuigi pakutav asenduskodu võib objektiivsetelt näitajatelt olla senisest isegi parem. Kolme Kuru tammi rajamisel tabas selline saatus Hiinas inimeste hulka, mis on võrdne umbes Eesti elanike koguarvuga. Veelgi olulisem oli ehk selliste hindamatute või pühade ajalooliste ja kultuuriliste mälestusmärkide hävimine, mida ei olnud võimalik teisaldada. Nende arv võib mõnede andmete kohaselt küündida 1300ni. Nimetatute hulgas on näiteks ka unikaalsed kõrgetel vertikaalsetel kaljuseintel rippuvad kirstud esivanemate jäänustega.
Veehoidla rajamisega seotud maade ja metsade hävimine avaldab tugevat mõju ka piirkonna floorale ja faunale. Näiteks on ohtu sattunud Jangtse jõedelfiinid ja Siberi sookure talvituspaigad. Samuti tuleb arvestada ka suurenenud erosiooni- ja seteteohuga, mille mass võib tõusta 40 miljoni tonnini aastas.
On viidatud ka vajadusele arvestada terrorismiohtu (eeskätt peetakse silmas Taiwani iseseisvuse eest võitlevaid ekstremiste). Suure tammi purustamisel vabanev hiidlaine võib tundidega hävitada elu tuhandetel ruutkilomeetritel. Mis puudutab maavärisemiste ohtu, siis sellega on mingil määral arvestatud konstruktsioonis ja asukohas, mis on valitud väljaspool aktiivset seismilist piirkonda.
Nagu elus ikka – iga hea eest tuleb midagi maksta ja mida suurem hea, seda kõrgem ka selle hind.

Sarnased artiklid