Cơ cấu công suất phát điện ở nước Nga sẽ thay đổi thế nào trong 18 năm tới?

Vai trò điện hạt nhân trong ứng phó biến đổi khí hậu toàn cầu và các kiến nghị cho Việt Nam Vấn đề khí nhà kính đã, đang và sẽ tiếp tục gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu, nước biển dâng, biến đổi khí hậu là thách thức lớn của loài người. Tuy nhiên, đang và sẽ có nhiều giải pháp căn cơ (trong đó có giải pháp điện hạt nhân) để cứu hành tinh của chúng ta. Đề cập đến vấn đề này, chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam có phản biện, kiến nghị dưới đây. Rất mong nhận được sự chia sẻ của các cơ quan hoạch định chính sách, chuyên gia, nhà quản lý và bạn đọc.

70 năm nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới - Bài học lớn từ lịch sử Sau 7 thập kỷ tồn tại, Obninsk - nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới đã trở thành bảo tàng và là một phần di sản của nước Nga. Nhưng những năng lực mà nó kích hoạt vẫn bền bỉ thúc đẩy nghiên cứu và đổi mới sáng tạo của ngành hạt nhân... Chia sẻ của TS. Trần Chí Thành - Viện trưởng Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam sau khi tham dự lễ kỷ niệm 70 năm Nhà máy điện hạt nhân Obninsk (LB Nga).

Một số điểm chính của Tổng sơ đồ 2042:

Dự thảo Tổng sơ đồ 2042 của Nga được xây dựng dựa trên dự báo nhu cầu điện năng và đưa ra kế hoạch xây dựng, nâng cấp các cơ sở năng lượng trên toàn quốc trong 18 năm tới. Đây được coi là nền tảng chính sách để phát triển dài hạn ngành điện, với mục tiêu ngăn ngừa tình trạng thiếu hụt điện, đồng thời đảm bảo các chỉ số về độ tin cậy và cân bằng hệ thống điện cho quốc gia này.

Cơ quan vận hành hệ thống điện Liên Bang Nga là đơn vị chịu trách nhiệm chính cho việc thực hiện Đề án này với sự hợp tác của Bộ Năng lượng Nga và các đơn vị trong ngành. Dự thảo Đề án đang được lấy ý kiến công khai và sẽ được phê duyệt trước ngày 1 tháng 12 năm nay. Bản hiệu chỉnh tiếp theo dự kiến được thực hiện vào năm 2027.

Theo dự báo, điện năng tiêu thụ của Nga giai đoạn từ năm 2023 đến năm 2042 sẽ tăng từ 1.138 tỷ kWh lên 1.453 tỷ kWh, với tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm là 2,1% cho giai đoạn 2023-2030 và 1,3% cho giai đoạn 2023-2042. Công suất tiêu thụ cùng kỳ sẽ tăng từ 171 GW lên 208 GW với tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm là 1,4% trong giai đoạn 2023-2030 và 1,0% trong giai đoạn 2023-2042.

Khi các nhà máy điện mới theo kế hoạch được đưa vào vận hành đến năm 2042, tỷ trọng phát điện từ năng lượng hạt nhân sẽ tăng từ 11,7% lên 15,3%; các nhà máy thủy điện tích năng từ 0,5% đến 2,0%; sản xuất điện từ năng lượng mặt trời và gió tăng từ 1,9% đến 7,5%. Tỷ trọng nhiệt điện sẽ giảm từ mức 65,6% hiện tại xuống 56,6%. Tỷ trọng sản xuất điện từ thủy điện, hiện chiếm 20,8% trong cơ cấu công suất lắp đặt, sẽ vẫn ở mức tương đương vào khoảng 20,6%.

Như vậy trong tương lai, các nhà máy nhiệt điện sẽ vẫn giữ vai trò chủ đạo trong cơ cấu sản xuất điện của Nga, nhưng sẽ giảm còn 57,7% vào năm 2042 so với mức hiện tại là 62,7%. Tỷ trọng của các nhà máy điện hạt nhân trong cơ cấu sản xuất điện năng sẽ tăng từ 18,9% lên 23,5%, nhà máy điện gió và nhà máy điện mặt trời tăng từ 0,8% lên 3,3% vào năm 2042. Tỷ trọng của các nhà máy thủy điện và thủy điện tích năng sẽ giảm nhẹ từ 17,7% xuống 15,5% vào năm 2042.

Tổng công suất nguồn điện đưa vào vận hành và ngừng hoạt động đến năm 2042 theo từng công nghệ phát điện được dự kiến như sau:

1. Đối với nhiệt điện: Sẽ ngừng hoạt động 34,9 GW công suất và đưa vào vận hành thêm mới 36,7 GW.

2. Đối với điện hạt nhân: Ngừng hoạt động 10,4 GW và đưa vào vận hành thêm mới 28,5 GW (bao gồm cả các dự án nhà máy điện hạt nhân nhỏ ngoài hệ thống điện tập trung).

3. Đối với điện gió, điện mặt trời: Đưa vào vận hành thêm mới 17,4 GW.

4. Đối với thủy điện và thủy điện tích năng: Đưa vào vận hành thêm mới 9,2 GW.

Hệ thống truyền tải điện của Nga thống nhất cả nước, bao trùm 8 múi giờ. Đề án dự kiến đến năm 2036 sẽ vận hành 12.900 km đường dây truyền tải điện từ 220 kV trở lên, cùng 12.200 MVA công suất máy biến áp. Đồng thời, sẽ xây dựng các hệ thống truyền tải điện một chiều gồm nhiều đường dây chính như từ Nhà máy điện hạt nhân Novovoronezh đến Moscow (công suất truyền tải 1.500 MW, chiều dài khoảng 550 km), từ Nhà máy điện hạt nhân Kursk đến Moscow (công suất truyền tải 1.500 MW, chiều dài khoảng 500 km), đường dây "Itatskaya - Klyuchi" (công suất truyền tải 1.500 MW và chiều dài khoảng 1.420 km), đường dây "Nhà máy thủy điện Mokskaya - Chita" (công suất truyền tải 1.000 MW, chiều dài khoảng 600 km), đường dây "Klyuchi - Chita" (công suất truyền tải 1.000 MW, chiều dài khoảng 800 km), và đường dây "Chita - Dauria" (công suất truyền tải 1.000 MW, chiều dài khoảng 1.000 km).

Chính sách phát triển điện hạt nhân:

Sự thay đổi trong cơ cấu công suất phát điện của Nga phản ánh lộ trình chiến lược cắt giảm khí thải cacbon, bao gồm việc phát triển các nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn với vai trò phát điện tải nền ổn định và hiệu quả. Để phù hợp với hệ thống điện miền Viễn Đông, các lò phản ứng điện hạt nhân có công suất trung bình (600 MW) được quy hoạch xây dựng, thay vì các lò phản ứng có công suất cao hơn, do đặc thù hoạt động của hệ thống năng lượng của khu vực này.

Theo Đề án tổng thể, Nga sẽ xây dựng 11 nhà máy điện hạt nhân mới trong 18 năm tới với các công nghệ và công suất khác nhau. Trong đó bao gồm xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới thay thế cho các nhà máy Kursk, Kolskaya và Smolensk hiện hữu. Tại Nhà máy điện hạt nhân Kursk 2 mới sẽ xây dựng 4 lò phản ứng loại nước áp lực tiên tiến VVER-TOI (dự kiến được đưa vào vận hành từ 2025-2034), 3 lò phản ứng VVER-S/600 tại Nhà máy Kolskaya 2 (từ 2035-2040), và 2 lò phản ứng VVER-optimum mới tại Nhà máy Smolensk 2 (từ 2033-2035).

VVER-TOI là lò phản ứng loại nước áp lực tiên tiến thế hệ III+, được thiết kế dựa trên công nghệ lò phản ứng VVER-1200 của Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Quốc gia Nga (ROSATOM). VVER-TOI công suất thiết kế lên tới 3.300 MW nhiệt và 1.255-1.300 MW điện, được phát triển thêm tính năng an toàn thụ động với khả năng làm mát lò phản ứng trong 72 giờ liên tục mà không cần sự can thiệp của người vận hành sau khi ngừng hoạt động. VVER-TOI có chi phí xây dựng và vận hành thấp hơn các nhà máy VVER thông thường với thời gian xây dựng là 40 tháng và thời gian hoạt động có thể kéo dài lên tới 100 năm.

Nga cũng lên kế hoạch xây mới nhà máy điện hạt nhân tại Novocherkassk với hai lò phản ứng VVER-optimum công suất 2400 MW trong khoảng thời gian 2036-2038. Các nhà máy khác dự kiến được xây dựng ở vùng lãnh thổ xa xôi Primorsky và Khabarovsk (mỗi nhà máy 1.200 MW) với 2 lò phản ứng loại VVER-S/600 và một nhà máy công suất thấp (320 MW) tại Norilsk với 4 lò phản ứng RITM-400.

Hai nhà máy mới trang bị 2 lò phản ứng công nghệ lò phản ứng nơtron nhanh RBN tổng công suất 2.510 MW sẽ được xây dựng tại vùng Chelyabinsk và vùng Krasnoyarsk với 4 lò phản ứng tổng công suất 5.020 MW. Tại vùng Sverdlovsk, Nhà máy điện hạt nhân Reftinskaya sẽ được xây dựng với lò phản ứng ứng nơtron nhanh RBN-optimum trong khoảng thời gian 2038-2042.

Hiện tại, Nga chỉ có hai lò phản ứng nơtron nhanh (RBN) công suất 600 MW và 800 MW đang hoạt động tại nhà máy Beloyarsk ở vùng Sverdlovsk, sử dụng natri lỏng làm mát và hỗn hợp nhiên liệu Uranium-238 rất phổ biến trong tự nhiên và Plutonium. Công nghệ lò phản ứng nơtron nhanh cho phép sử dụng nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng từ các loại lò phản ứng thông thường khác, tạo chu trình khép kín giảm thiểu tối đa chất thải hạt nhân, giúp tăng tính bền vững và độ tin cậy cho các nhà máy điện hạt nhân trong nhiều năm tới. Khoảng 2/3 số lò phản ứng thế hệ IV mới đang được đề xuất sử dụng công nghệ nơtron nhanh nhờ vào ưu điểm này.

Nga cũng đang tích cực nghiên cứu và xây dựng các nhà máy điện hạt nhân tiên tiến thế hệ IV. Theo đó, các lò phản ứng thử nghiệm sử dụng nơtron nhanh làm mát bằng chì BREST-OD-300 đang được xây dựng tại Seversk và dự kiến ​​được đưa vào vận hành vào năm 2028. Các lò phản ứng này có công suất 300 MW điện với hệ thống an toàn thụ động và có thể sử dụng nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Kim lợi chì được chọn làm chất làm mát, vì có nhiệt độ sôi cao, chống chịu được bức xạ, có độ hoạt hóa thấp và hoạt động ở áp suất khí quyển. Chu trình nhiên liệu của lò phản ứng BREST-OD-300 là từ 5-6 năm và tuổi thọ hoạt động khoảng 30 năm.

Nằm trong Đề án còn có nhà máy điện hạt nhân công suất nhỏ Chukotka và Yakutsk, nhà máy điện hạt nhân nổi công suất nhỏ Baimsky, nhưng phục vụ cho lưới điện tại khu vực và không kết nối với Hệ thống Năng lượng Thống nhất của Nga.

Dự kiến ​​sản lượng điện hạt nhân sẽ tăng mạnh nhất ở Siberia, Viễn Đông và vùng Ural với 13 lò phản ứng mới có tổng công suất 12,7 GW.

Kế hoạch xây dựng 28 GW điện hạt nhân mới vào năm 2042 là bước đi đầy tham vọng của Nga nhằm cung cấp năng lượng sạch trong nhiều thập kỷ tới và tạo cơ sở phát triển kinh tế ổn định. Điều này khẳng định vị thế của Nga - cường quốc về năng lượng hạt nhân và là quốc gia đi đầu trong việc sử dụng năng lượng sạch, bền vững. Thành công của kế hoạch không chỉ có ý nghĩa quan trọng đối với Nga, mà còn đóng góp vào nỗ lực toàn cầu trong việc cắt giảm khí nhà kính và chống biến đổi khí hậu./.

LƯỢC DỊCH VÀ TỔNG HỢP: PHẠM ĐỨC TRUNG - PECC2

Tài liệu tham khảo:

[1] Russian Power System Operator. Генеральная Схема размещения объектов электроэнергетики до 2042 года. https://www.so-ups.ru/future-planning/public-discussion-genshema/2042/

[2] Russian Power System Operator. Проект Генсхемы до 2042 года: основные показатели. https://www.so-ups.ru/news/press-release/press-release-view/news/25471/

[3] Rosatom. В России планируют построить 11 новых АЭС к 2042 году. https://strana-rosatom.ru/2024/08/21/v-rossii-planirujut-postroit-11-novyh-ae/

[4] WorldNuclearNews. Russia's draft energy plan sets out new nuclear expansion. https://www.world-nuclear-news.org/articles/russia-s-plans-for-11-new-nuclear-reactor-plants