Vì sao tương lai Nhật Bản vẫn là điện hạt nhân?

Trước đó, tháng 6 năm 2010, trong bản kế hoạch năng lượng lần thứ 3, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản đã quyết định tăng năng lượng tự cung, tự cấp lên 70% vào năm 2030 để đảm bảo an ninh năng lượng và giảm phát thải khí cacbon điôxít (CO2). Năng lượng hạt nhân sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện kế hoạch này, và các lò phản ứng mới sẽ được yêu cầu đạt được 90% hệ số công suất trên tất cả các nhà máy.

Trước khi xảy ra tai nạn tháng 3/2011 tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima, điện hạt nhân chiếm khoảng 30% tổng sản lượng điện của Nhật Bản. Tuy nhiên, sau sự cố này, chính phủ Nhật Bản phải giảm đáng kể vai trò của năng lượng hạt nhân, khuyến nghị đóng góp của điện hạt nhân trong cơ cấu năng lượng quốc gia sẽ giảm xuống ở mức 0%, 15%, hoặc 20-25% cho trung hạn (năm 2012 tỉ lệ điện hạt nhân là 1,7%, đến năm 2016 điện hạt nhân cũng chỉ chiếm 2% trên tổng sản lượng điện). Do đó, kéo theo hàng loạt hệ quả và nhiều vấn đề cho Nhật Bản: tỉ lệ năng lượng từ nhiên liệu hoá thạch tăng từ 62% lên đến 88% trong vòng 4 năm, nhập khẩu nhiên liệu tăng trung bình 40 tỉ USD mỗi năm, chi phí năng lượng cho các hộ gia đình tăng 13,7% /năm, liên tiếp thâm hụt thương mại tăng dần theo các năm từ 70 tỉ USD (2012) đến 227 tỉ USD (2014).

Bên cạnh đó, cường độ phát thải CO2 từ ngành điện của Nhật Bản tăng trở lại trong năm 2012, vượt mức 39%, lớn hơn so với khi các lò phản ứng hạt nhân của nước này hoạt động bình thường, đẩy nước Nhật đi xa các mục tiêu khí hậu.

Chiến lược giảm sự phụ thuộc vào điện hạt nhân của Nhật Bản rõ ràng đã không thành công, ảnh hưởng lớn đến nền kinh tế - xã hội - môi trường và các mục tiêu khác.

Trước những thách thức đó, Chính phủ Nhật Bản đã có những chuyển biến rõ rệt trong các chiến lược năng lượng tiếp theo. Vào tháng 4/2014, Nhật Bản công bố kế hoạch năng lượng thứ 4 (các kế hoạch trước đó đã được thông qua vào năm 2003, 2007 và 2010). Trong đó, METI coi điện hạt nhân như là một nguồn nội địa cung cấp năng lượng quan trọng hỗ trợ sự ổn định của cấu trúc cung - cầu năng lượng, vận hành không đắt và có hồ sơ phát thải khí nhà kính thấp, đồng thời đặt kế hoạch đến năm 2030 giảm hàm lượng phát thải khí CO2 ở mức 21,9% so với năm 2013.

Tuy nhiên, METI lưu ý rằng, điện hạt nhân phải được phát triển cùng với việc coi an toàn là ưu tiên hàng đầu và phải thường xuyên tiến hành công tác chuẩn bị ứng phó trong các trường hợp khẩn cấp.

Và một bản kế hoạch mới cũng được Tiểu ban Chính sách cơ bản của Ủy ban Nghiên cứu năng lượng và các nguồn tài nguyên chung thuộc METI xem xét từ tháng 8/2017 trong bối cảnh có nhiều tổ máy năng lượng hạt nhân đã được tái khởi động và kết nối lưới điện, song song là các tổ máy khác đang trong quá trình xem xét, thẩm định. Đặc biệt, đây là khoảng thời gian mà Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu đã chính thức có hiệu lực (Hiệp định này được thông qua ngày 12 tháng 12 năm 2015 tại Phiên họp lần thứ 21 tại Paris - COP 21 và có hiệu lực vào ngày 4 tháng 11 năm 2016). Ngày 16/5/2018 METI đã báo cáo dự thảo Kế hoạch và 3/7/2018, trên cơ sở xem xét ý kiến của công chúng góp ý cho bản dự thảo, Nội các Nhật Bản đã phê duyệt bản kế hoạch này.

Kế hoạch chiến lược năng lượng lần thứ 5 xác định đến 2030, điện hạt nhân chiếm 20% - 22% tổng sản lượng điện, năng lượng tái tạo chiếm 22% - 24%, trong khi đó điện than sẽ giảm xuống 26%, điện khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) là 27% và điện dầu chỉ còn 3%. Kế hoạch này hướng tới đáp ứng tiêu chuẩn đặt ra tại Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu với mục tiêu giảm tổng lượng khí thải CO2 của Nhật Bản xuống 26% vào năm 2030 so với mức năm 2013, và giảm tới tới 80% vào năm 2050. Nó cũng nhằm mục tiêu đưa khả năng tự chủ năng lượng của Nhật Bản lên khoảng 24% vào năm 2030, so với 8% năm 2016 (xem thêm Bảng 1).

Kế hoạch khẳng định rằng vào năm 2030 điện hạt nhân sẽ tiếp tục là "một nguồn điện năng phụ tải nền quan trọng, góp phần vào sự ổn định của cấu trúc cung - cầu năng lượng dài hạn cho Nhật Bản". Về lâu dài, đến năm 2050, điện hạt nhân sẽ vẫn là một "sự lựa chọn khả thi cho việc khử cacbon".

Bảng 1. Thông số cơ bản trong cơ cấu năng lượng của Nhật Bản vào năm 2030 so với năm 2016:

Để đạt được cơ cấu năng lượng đề ra vào năm 2030, bản kế hoạch lần thứ 5 đánh giá rằng, triển vọng Nhật Bản có thể đạt được mục tiêu trên nền tảng sử dụng các công nghệ, năng lực và cơ sở hạ tầng hiện có, kết hợp các sáng kiến thực tế, đẩy mạnh các biện pháp thực hiện (thực tế Nhật Bản đã đi được nửa đường đến mục tiêu).

Đối với giai đoạn 2050, có thể cũng đạt được kế hoạch, nhưng có nhiều yếu tố không chắc chắn, cần tăng cường và sử dụng các nguồn lực, công nghệ cũng như cơ sở hạ tầng khác (đổi mới) bằng các kịch bản đa dạng nhiều tham vọng.

Điện hạt nhân trong kế hoạch năng lượng lần thứ 5 của Nhật Bản

Tương lai của điện hạt nhân tới năm 2030, như được đề cập ở trên, vẫn là nguồn điện năng quan trọng do tính chất bền vững, ổn định dài hạn. Nhưng về chính sách cần có các hành động bắt buộc nhằm giảm lượng Plutonium không có mục đích sử dụng cụ thể, tiếp tục nghiên cứu, phát triển chu trình nhiên liệu hạt nhân, liên tục cải thiện tính an toàn bằng cách phát triển các công nghệ hạt nhân tiên tiến, cơ sở hạ tầng và nguồn nhân lực.

Đến năm 2050, điện hạt nhân vẫn là một lựa chọn để loại trừ hiệu ứng khí thải nhà kính CO2, tuy nhiên cần làm giảm sự phụ thuộc vào nguồn điện hạt nhân quá nhiều và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo một cách kinh tế hơn. Bên cạnh đó, tiếp tục theo đuổi lò phản ứng hạt nhân an toàn và phát triển công nghệ xử lý nhiên liệu đã qua sử dụng.

Theo quan điểm của Tập đoàn Công nghiệp nặng MITSUBISHI, để đạt được tỉ lệ cơ cấu năng lượng đề ra cho giai đoạn tới năm 2030, Nhật Bản cần tiến hành xây dựng thêm nhiều nhà máy điện hạt nhân mới nữa. Đến thời điểm này, Nhật Bản có 9 lò phản ứng được tái khởi động và phát điện (tất cả đều là lò nước áp lực PWR, Hình 1), 5 lò phản ứng (3 lò nước áp lực PWR và 2 lò nước sôi BWR) đã được hoàn thành quá trình thẩm định, cho phép thực hiện một số thay đổi, và 13 lò phản ứng (bao gồm 4 lò PWR và 9 lò BWR) đang chờ Cơ quan Pháp quy hạt nhân Nhật Bản (NRA) xem xét hồ sơ (Bảng 2). Đặc biệt, có thêm 3 tổ máy mới với tổng công suất phát điện 4.141 MWe đang được xây dựng (tại 3 nhà máy điện hạt nhân Oma, Shimane, TEPCO Higashidori).

Đây là một trong những giải pháp nhằm hướng đến mục tiêu năng lượng mà kế hoạch lần thứ 5 đưa ra.

Hình 1. Sơ đồ phân bố 9 lò phản ứng đã được tái khởi động và phát điện của Nhật Bản

Bảng 2. Các tổ máy điện hạt nhân của Nhật Bản đã được tái vận hành hoặc đã/đang được xem xét:

Với chính sách tới năm 2050, để sử dụng nguồn năng lượng tái tạo một cách kinh tế và độc lập tức là đưa giá thành sản xuất năng lượng tái tạo (hiện là 60 Yên/kW cho hệ thống năng lượng tái tạo + hydro và khoảng 100 Yên/kW cho hệ thống năng lượng tái tạo + pin, ắc quy) về ngang với giá điện hạt nhân thì việc phải có đột phá về công nghệ là điều không thể tránh khỏi. Đồng thời phải vượt qua rất nhiều thách thức - ưu điểm của điện hạt nhân.

Tính bền vững và yếu tố hiệu suất cũng là một trong những bài toán khó của nguồn cung năng lượng tái tạo. Tháng 9 vừa qua, khi siêu bão Jebi ập vào Nhật Bản tàn phá nhiều cơ sở, nhà máy điện gió, điện mặt trời, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất, vận hành của hệ thống điện năng (Hình 2-3). Trong khi các nhà máy điện hạt nhân đều an toàn và bền vững (Hình 4) trước các thiên tai nói chung và bão Jebi nói riêng (trừ các thảm họa kép thiên nhiên quá lớn như ở Fukushima). Điều này đã làm dấy lên những lo ngại về khả năng đáp ứng của năng lượng tái tạo và cho đến nay bài toán này vẫn đang phải đi tìm lời giải.

Hình 2. Hệ thống điện gió bị hư hỏng nặng bởi bão Jebi tại Nhật Bản.

Hình 3. Điện mặt trời bị tàn phá bởi bão Jebi tại Nhật Bản.

Hình 4. Nhà máy điện hạt nhân Sendai, Nhật Bản.

Có thể nói rằng, kế hoạch năng lượng cơ bản lần thứ 5 của Nhật Bản hướng tầm nhìn đến một mục tiêu lâu dài trong thời gian hơn 30 năm - đó là: đóng góp vào sự phát triển hơn nữa của nền kinh tế, nâng cao đời sống nhân dân, phát triển toàn cầu thông qua cung cấp năng lượng ổn định, lâu dài và độc lập; đồng thời thực hiện cam kết Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu. Kế hoạch sẽ xây dựng một mô hình năng lượng - kinh tế - xã hội phát thải thấp, trong đó điện hạt nhân và năng lượng tái tạo sẽ được sử dụng như là hai trọng số cốt lõi (để tận dụng được những điểm mạnh và bổ sung cho nhau khắc phục các điểm yếu của mỗi loại hình năng lượng), hướng đến một hệ thống năng lượng tối ưu quốc gia.

Đây cũng chính là xu thế mà nhiều quốc gia trên thế giới đã và đang áp dụng (Mỹ, Pháp, Thụy Điển, Hàn Quốc…) và là mô hình để các nhà hoạch định chính sách năng lượng tham khảo.

TRƯƠNG VĂN KHÁNH NHẬT (VINATOM)

Tổng hợp các nguồn tham khảo:

www.world-nuclear-news.org/NP-Japanese-Cabinet-approves-new-basic…

www.enecho.meti.go.jp/…plan/5th/…/strategic_energy_plan_outline.pd

https://unfccc.int/process/the-paris-agreement/what-is-the-paris-agree

The 5th Strategic Energy Plan, Tập đoàn Công nghiệp nặng MITSUBISHI, tháng 8 năm 2018

The 4th Strategic Energy Plan of Japan, Agency for Natural Resources and Energy of Ministry of Economy, Trade and Industry