Nằm trên sông Paraná tại khu vực biên giới giữa Brazil và Paraguay, đập thủy điện Itaipu được xem là một trong những công trình năng lượng đồ sộ nhất từng được xây dựng. Với công suất lắp đặt 14.000 MW, dự án từng giữ vị trí nhà máy thủy điện lớn nhất thế giới trong nhiều năm trước khi bị đập Tam Hiệp của Trung Quốc vượt qua về quy mô.

Năm 1994, Hiệp hội Kỹ sư Xây dựng Mỹ (ASCE) đưa Itaipu vào danh sách các “Kỳ quan của thế giới hiện đại”, ghi nhận những thành tựu nổi bật về kỹ thuật và xây dựng của công trình này.

Công trình khổng lồ làm thay đổi dòng chảy sông Paraná

Công trình do liên doanh Itaipu Binacional vận hành, thuộc sở hữu chung của Chính phủ Brazil và Paraguay. Dù là dự án hợp tác song phương, Itaipu thường được nhắc đến như một biểu tượng hạ tầng của Brazil trong nhiều bảng xếp hạng quốc tế.

Tên gọi Itaipu bắt nguồn từ tiếng Guarani của người bản địa Nam Mỹ, có nghĩa là "hòn đá biết hát" hoặc "viên đá phát ra âm thanh". Đây cũng là tên của một hòn đảo từng tồn tại gần khu vực xây dựng công trình.

Những năm 1970, Brazil lựa chọn thủy điện làm một trong những trụ cột cho chiến lược phát triển năng lượng. Với hệ thống sông ngòi dày đặc cùng nguồn tài nguyên nước dồi dào, quốc gia Nam Mỹ này sở hữu điều kiện thuận lợi để phát triển các dự án thủy điện quy mô lớn.

Năm 1973, Brazil và Paraguay ký hiệp định hợp tác xây dựng nhà máy thủy điện trên sông Paraná - con sông lớn thứ hai Nam Mỹ và là đường biên giới tự nhiên giữa hai nước. Trước đó, công tác chuẩn bị dự án đã được triển khai từ đầu thập niên 1970, với lễ khởi công diễn ra vào tháng 2/1971. Tổng vốn đầu tư của dự án vào khoảng 20 tỷ USD, hơn 526.000 tỷ đồng theo tỷ giá hiện nay.

Vào thời điểm đó, đây là một trong những dự án hạ tầng có chi phí xây dựng lớn nhất thế giới.

Để xây dựng Itaipu, các kỹ sư phải thay đổi hướng chảy của sông Paraná thông qua một kênh đào nhân tạo dài khoảng 1,3 dặm (hơn 2km). Khoảng 50 triệu tấn đất đá đã được đào đắp để tạo mặt bằng thi công. Khối lượng đất đá di dời được đánh giá lớn gấp khoảng 8,5 lần so với công trình đường hầm Channel nối Anh và Pháp. 

Theo các thống kê kỹ thuật, lượng thép dùng để xây dựng Itaipu đủ để dựng khoảng 380 tháp Eiffel tại Paris, trong khi lượng bê tông sử dụng tương đương vật liệu xây dựng khoảng 210 sân vận động Maracanã ở Rio de Janeiro. Ở giai đoạn cao điểm, công trường huy động khoảng 30.000 công nhân làm việc liên tục.

Quy mô của Itaipu được xếp vào nhóm công trình thủy điện đồ sộ nhất từng được xây dựng. Đập có chiều dài khoảng 7,9km, chiều cao tối đa 196m, tương đương một tòa nhà khoảng 65 tầng.

Phía sau đập là hồ chứa dài khoảng 170km với dung tích lên tới 29 tỷ m3 nước. Con số này lớn hơn hơn 3 lần dung tích hồ thủy điện Hòa Bình (9,45 tỷ m3) và hồ thủy điện Sơn La (9,26 tỷ m3) của Việt Nam, đồng thời gấp hơn 2.000 lần lượng nước chứa trong Tây Hồ ở thành phố Hàng Châu, Trung Quốc.

20 tổ máy phát điện với công suất 14.000 MW

Ngày 5/11/1982, Itaipu được khánh thành, trở thành biểu tượng hợp tác giữa Brazil và Paraguay. Hai năm sau, tổ máy phát điện đầu tiên chính thức hòa lưới điện quốc gia. Quá trình hoàn thiện dự án kéo dài hơn 2 thập kỷ. Đến tháng 5/2007, hai tổ máy cuối cùng mới được đưa vào vận hành, nâng tổng số tổ máy lên 20.

Mỗi tổ máy có công suất 700 MW, đưa tổng công suất lắp đặt của nhà máy đạt 14.000 MW. Trong số đó, 10 tổ máy phát điện ở tần số 50 Hz phục vụ hệ thống điện Paraguay và 10 tổ máy phát điện ở tần số 60 Hz dành cho Brazil.

Nhà máy được thiết kế với cột nước thủy lực khoảng 118m. Năm 2016, Itaipu có khoảng 3.038 lao động làm việc trực tiếp.

Do nhu cầu sử dụng điện của Paraguay thấp hơn nhiều so với phần sản lượng được phân bổ, phần lớn điện năng dư thừa được truyền sang Brazil thông qua 2 tuyến đường dây truyền tải điện một chiều siêu cao áp (HVDC) 600 kV, mỗi tuyến dài khoảng 800km, kết nối tới các trung tâm kinh tế lớn như São Paulo và Rio de Janeiro.

Theo thỏa thuận liên doanh, mỗi quốc gia được hưởng 50% sản lượng điện của Itaipu. Tuy nhiên, Paraguay chỉ sử dụng khoảng 7% tổng sản lượng của nhà máy, phần còn lại được bán cho Brazil. Nhờ quy mô phát điện rất lớn, Itaipu đáp ứng khoảng 75-90% nhu cầu điện của Paraguay và khoảng 15-20% điện năng tiêu thụ tại Brazil, tùy từng giai đoạn thống kê.

Nhiều lần vượt đập Tam Hiệp về sản lượng điện

Xét về công suất lắp đặt, đập Tam Hiệp hiện dẫn đầu thế giới với 22.500 MW, cao hơn đáng kể so với mức 14.000 MW của Itaipu.

Tuy nhiên, trong nhiều năm, Itaipu lại đạt sản lượng điện thực tế cao hơn. Theo các chuyên gia năng lượng, nguyên nhân nằm ở đặc điểm thủy văn của sông Paraná. Dòng sông này có lưu lượng lớn và ổn định hơn sông Dương Tử - nguồn nước chính của đập Tam Hiệp, giúp Itaipu duy trì công suất phát điện cao trong phần lớn thời gian của năm.

Năm 2012, đập Tam Hiệp lập kỷ lục với sản lượng 98,1 triệu MWh điện. Chỉ một năm sau, Itaipu vượt qua cột mốc này với sản lượng 98,63 triệu MWh. 

Đến năm 2015, nhà máy tiếp tục sản xuất 89,2 triệu MWh điện, cao hơn khoảng 2,6% so với sản lượng của Tam Hiệp trong cùng năm. Kết quả này càng đáng chú ý khi trước đó, năm 2014, Itaipu từng bị ảnh hưởng bởi cuộc khủng hoảng nước tại Brazil và tạm thời xếp sau đối thủ Trung Quốc.

Năm 2016, Itaipu lập kỷ lục thế giới mới khi sản xuất 103.098.366 MWh điện, trở thành công trình thủy điện có sản lượng cao nhất toàn cầu.

Theo ước tính của đơn vị vận hành, lượng điện Itaipu sản xuất trong một năm đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của Paraguay trong khoảng 8 năm, của Brazil trong 79 ngày, của Mỹ trong 8 ngày và của toàn thế giới trong khoảng 2 ngày.

Sau hơn 40 năm vận hành, Itaipu vẫn giữ vị trí đặc biệt trong ngành năng lượng thế giới. Công trình cũng trở thành điểm tham quan nổi tiếng nằm gần quần thể thác Iguazu, thu hút hàng triệu du khách mỗi năm.