Điện hạt nhân - Nguồn năng lượng carbon thấp tuyệt vời

Điều kiện ‘cần’ và ‘đủ’ để Việt Nam tái khởi động chương trình điện hạt nhân

Phát thải CO2 và giải pháp điện hạt nhân tiên tiến


Nguồn ĐHN với các đặc điểm nổi trội như: Hệ số công suất (capacity factor) tới 80 - 85% trong khi điện than, khí, dầu chỉ dưới 70%, thủy điện và gió ngoài khơi trên dưới 50%, còn mặt trời khoảng 23%, gió trên đất liền 35%; tuổi thọ (life cycle) đối với loại công nghệ mới (thế hệ III+) lên tới 60 năm và lâu hơn, tạo điều kiện cho việc cung cấp nguồn năng lượng sạch, đáng tin cây, ổn định với giá cả phải chăng (do hệ số công suất cao, tuổi thọ dài nên giá thành sản xuất thấp) để hỗ trợ phát triển kinh tế - xã hội.

Năng lượng hạt nhân hiện đang được sản xuất ở 30 quốc gia (442 lò phản ứng với tổng công suất lắp đạt năm 2020 gần 392 GW), đã làm giảm lượng khí thải carbon dioxide khoảng 2 tỷ tấn (2 gigaton) mỗi năm, tương đương hơn 400 triệu xe taxi ngừng hoạt đông mỗi năm.

Năng lượng hạt nhân hiện cung cấp khoảng 10% điện năng trên thế giới, nhưng nó đóng góp gần 30% tổng lượng điện các-bon thấp. Năng lượng hạt nhân sẽ là yếu tố cần thiết để đạt được tương lai các-bon thấp mà các nhà lãnh đạo thế giới đã nhất trí phấn đấu.

Chúng ta không nên coi năng lượng hạt nhân và năng lượng tái tạo như gió, mặt trời là những đối thủ cạnh tranh. Ngược lại, chúng bổ sung cho nhau. Năng lượng tái tạo sẽ tiếp tục phát triển do tầm quan trọng của chúng, năng lượng hạt nhân cung cấp nguồn điện các-bon thấp ổn định, tin cậy và liên tục, mở ra tiềm năng cho năng lượng tái tạo bằng cách cung cấp hỗ trợ linh hoạt - ngày hay đêm, mưa hay nắng.

Cuối năm 2019, trên thế giới có 52 lò phản ứng hạt nhân với tổng công suất 54,7 GW (13% tổng công suất ĐHN của thế giới) đang được xây dựng tại 19 nước, trong đó 10 lò tại Trung Quốc và 7 lò tại Ấn Độ. Các lò ĐHN này dự kiến đưa vào hoạt động cuối năm 2020. Trong số các nước xây dựng ĐHN này có một số nước như Bangladesh, Belarus, Ai cCập, Thổ Nhĩ Kỳ, Tiểu Vương Quốc Ả Rập Thống Nhất phát triển nhà máy ĐHN đầu tiên với tổng công suất 10,9 GW. 

Vào cuối năm 2021, dự kiến sẽ có thêm 10 lò phản ứng mới, trong đó 4 lò tại Trung Quốc được đưa vào hoạt động.

Trong năm 2020 - 2021, khi đại dịch Covid-19 tràn lan trên toàn cầu, các nhà máy ĐHN còn cho thấy tính ưu việt của mình như: Các cụm nhiên liệu được sử dụng trong khoảng ba năm, do đó, nguồn cung cấp nhiên liệu được đảm bảo hơn so với các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, vốn đòi hỏi nguồn cung cấp than, hoặc khí đốt liên tục. Việc tái nạp nhiên liệu hạt nhân diễn ra 12-18 tháng một lần cũng tạo điều kiện thuận lợi và đơn giản hơn cho việc dãn cách xã hội.

Một số nghiên cứu, đánh giá suất phát thải CO2 tương đương (eq = equivalent) tính cho cả đời (life cycle) dự án của các loại hình sản xuất điện như sau:

Ghi chú: Đối với các dự án điện mặt trời, gió, và ĐHN, lượng CO2 tương đương gián tiếp được tính đến bởi chúng tiêu thụ lượng điện lớn từ các nhà máy điện chạy than, khí trong quá trình chế tạo giàn pin, linh kiện, thanh nhiên liệu và khi xây dựng chúng yêu cầu khối lượng xi măng, sắt thép rất lớn.

Qua những phân tích, đánh giá trên đây, có thể thấy ĐHN là nguồn điện không phát thải khí nhà kính CO2, không gây ô nhiễm môi trường và góp phần bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia. Những lo ngại của các nhà quản lý, đặc biệt tại các nước đang phát triển (trong đó có Việt Nam) khi xây dựng ĐHN là vấn đề an toàn của công nghệ và chất lượng nguồn nhân lực vận hành các nhà máy ĐHN.

Những lo ngại này về cơ bản sẽ được giải quyết bởi:

Thứ nhất: Các lò phản ứng ĐHN vừa mới đưa vào vận hành trong những năm gần đây, hoặc đang xây dựng đều dựa trên thiết kế mới, tiên tiến của thế hệ III+.

Các thiết kế mới đều đáp ứng các yêu cầu khắt khe nhất, cao nhất về các tiêu chuẩn an toàn mới, đảm bảo vận hành an toàn kinh tế và không ảnh hưởng đến con người, môi trường ngay cả trường hợp có sự cố xảy ra.

Do đó, trong vài thập niên tiếp theo, công nghệ chủ yếu được triển khai vẫn là lò làm mát bằng nước (lò áp lực là chính), thiết kế tiên tiến thế hệ III+.

Hai là: Ngoài đào tạo nguồn nhân lực hạt nhân đảm bảo chất lượng, xây dựng hệ thống pháp quy hạt nhân chặt chẽ, thực hiện tốt, đầy đủ, trách nhiệm các nhiệm vụ kiểm tra giám sát liên quan đến đánh giá an toàn, thiết kế, liên quan đến xây dựng, giám sát vận hành nhà máy (cũng như các hệ thống thiết bị), quản lý dự án cũng là lĩnh vực cần con người giỏi và kinh nghiệm.

Do thiết kế điện hạt nhân được đảm nhiệm bởi các tổ chức, hoặc công ty về hạt nhân của các nước tiên tiến, các nước làm chủ công nghệ ĐHN, nên vấn đề đối với các nước đang phát triển, nếu có, là kiểm tra đánh giá tính phù hợp của thiết kế trong điều kiện thực tế của mình.

Để bảo đảm chắc chắn, những năm đầu vận hành nhà máy ĐHN, các nước này có thể thuê chuyên gia từ các nước tiên tiến (như Việt Nam đang thuê phi công lái máy bay Aairbus hiện nay) để kèm cặp, đào tạo đội ngũ chuyên gia trong nước./.

TS. NGUYỄN MẠNH HIẾN - HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Tài liệu tham khảo:

1/ Climate change and nuclear power 2020.

2/ Solar, wind and nuclear have “amazingly low” carbon footprints.

3/ The role of nuclear energy in a low carbon future.

4/ Điều kiện “cần” và “đủ” để Việt Nam tái khởi động Chương trình ĐHN. TS. Trần Chí Thành - Viện trưởng VINATOM trả lời phỏng vấn Tạp chí Năng lượng Việt Nam, ngày 10/9/2020/ http://nangluongvietnam.vn/nhan-dinh-phan-bien-kien-nghi/dieu-kien-can-va-du-de-viet-nam-tai-khoi-dong-chuong-trinh-dien-hat-nhan.html.