Điện hạt nhân Hàn Quốc trong kế hoạch năng lượng cơ bản và các hợp tác với Việt Nam

Điện hạt nhân - Nguồn làm mát khí hậu toàn cầu, kiến nghị đóng góp của 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. Các hiện tượng khí hậu cực đoan ngày càng nhiều và dữ dội (từ bão tố, lũ lụt, đến nắng nóng, hạn hán, băng tan nhanh, hệ sinh thái bị huỷ hoại nhiều nơi trên toàn cầu). Tuy nhiên, đang và sẽ có nhiều giải pháp căn cơ để cứu hành tinh và nhân loại. Tổng hợp, phân tích và đề xuất, kiến nghị của chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam.

Chuyển đổi từ điện than sang điện hạt nhân - Câu chuyện của Hoa Kỳ, có gợi ý cho Việt Nam? Với mục tiêu đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã tiến hành nghiên cứu, khảo sát, đánh giá việc chuyển đổi các nhà máy nhiệt điện than thành các nhà máy điện hạt nhân. Kết quả cho thấy: Hàng trăm địa điểm nhà máy nhiệt điện than của nước này có thể được chuyển đổi sang nhà máy điện hạt nhân, giúp tạo thêm việc làm mới, tăng lợi ích kinh tế và cải thiện đáng kể điều kiện môi trường.

Theo dự thảo kế hoạch cung, cầu điện cơ bản của Hàn Quốc (lần thứ 11): Nhu cầu điện của quốc gia này sẽ tăng lên 129,3 GW vào năm 2038 - tăng hơn 30% so với năm 2023. Nguyên nhân chủ yếu của sự gia tăng điện này xuất phát từ nhu cầu của các ngành công nghiệp bán dẫn và trung tâm dữ liệu.

Theo kế hoạch dự thảo: Tỷ lệ các nguồn năng lượng không carbon trong cơ cấu năng lượng của Hàn Quốc sẽ tăng từ khoảng 40% vào năm 2023 lên 70% vào năm 2038. Kế hoạch dự thảo này cho biết tỷ lệ điện được tạo ra bởi năng lượng hạt nhân vào năm 2030 sẽ là 31,8%, tăng lên 35,6% vào năm 2038. Hiện tại, 26 lò phản ứng của Hàn Quốc cung cấp khoảng 1/3 sản lượng điện cho đất nước. Trong khi đó, tỷ lệ từ các nguồn năng lượng tái tạo sẽ tăng từ 7,9% vào năm 2023 lên 21,6% vào năm 2031 và 32,9% vào năm 2038. Hydro và a-mô-ni-ắc sẽ chiếm khoảng 5,5% tổng sản lượng điện vào năm 2038.

Trong khi đó, tỷ trọng tạo ra từ các nhà máy điện than (hiện chiếm khoảng 1/3 sản lượng điện của Hàn Quốc) sẽ giảm xuống 17,4% vào năm 2030 và 10,3% vào năm 2038.

Theo Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng của Hàn Quốc: “Xem xét tỷ lệ dự trữ phù hợp (22%), các cơ sở cần sản xuất đến năm 2038 với sản lượng là 157,8 GW và xem xét triển vọng cung cấp năng lượng tái tạo (120 GW vào năm 2038, 13 GW dựa trên công suất hiệu quả), các cơ sở cần sản xuất 147,2 GW. Do đó, cần có thêm cơ sở sản xuất điện công suất là 10,6 GW. 10,6 GW này dự kiến ​​sẽ được cung cấp bởi các nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn, SMR và đồng phát LNG”.

“Đặc biệt, đối với dự án các nhà máy điện hạt nhân lớn, dự kiến ​​sẽ cần thời gian xây dựng là 167 tháng (13 năm 11 tháng), bao gồm cả thời gian chuẩn bị mặt bằng cho dự án... Vì vậy, kế hoạch cho các nhà máy đã được chuẩn bị dựa trên giả định rằng, các nhà máy này sẽ có thể đi vào vận hành sau năm 2037”.

Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng của Hàn Quốc cho biết: Từ năm 2037-2038, dự kiến ​​sẽ cần công suất mới 4,4 GW. Giả sử rằng, các tổ máy APR1400 được xây dựng, về phương diện số học, có thể xây dựng tối đa 3 tổ máy, nhưng Chính phủ nên tham khảo ý kiến ​​của bên điều hành dự án để đưa ra kế hoạch tối ưu bằng cách xem xét toàn diện về tiến độ, chi phí. Chẳng hạn như đảm bảo địa điểm cho thời gian xây dựng đến năm 2038”.

Ngoài ra, để đáp ứng nhu cầu điện từ năm 2035-2036, dự kiến ​​sẽ cần công suất mới 2,2 GW. “Trong giai đoạn này, 0,7 GW được phân bổ cho việc trình diễn thương mại các lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) hiện đang được phát triển”.

“Kế hoạch điện cơ bản lần thứ 11 tập trung vào việc xây dựng tổ hợp năng lượng ưu tiên sự ổn định của nguồn cung cấp điện, được chấp nhận về mặt kinh tế và xã hội, đồng thời đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang các nguồn năng lượng không các bon để đạt được Đóng góp do quốc gia tự quyết định (NDC) theo thỏa thuận khí hậu Paris tại COP21. Bằng cách giảm sự phụ thuộc của đất nước vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch ở nước ngoài, kế hoạch này sẽ góp phần tăng cường an ninh năng lượng”.

Kế hoạch dự thảo sẽ được hoàn thiện sau khi đánh giá tác động môi trường, điều trần công khai và tham vấn với các bộ liên quan trước khi được thông qua.

Triển vọng công nghệ SMR của Hàn Quốc:

Theo trang tin Keia.org của Hàn Quốc: Lý do quốc gia này “hợp lý hóa” phát triển lĩnh vực năng lượng hạt nhân là dựa trên cơ sở kinh tế và môi trường của năng lượng hạt nhân.

Đầu tháng 7/2022, Tổng thống Yoon Suk Yeol cho biết: Hàn Quốc sẽ mở rộng sản xuất năng lượng hạt nhân lên hơn 30% tổng sản lượng điện vào năm 2030 (từ mức 27,4% như hiện nay). Đây là một phần trong kế hoạch rộng lớn sử dụng các nguồn năng lượng hạt nhân, hydro và năng lượng tái tạo để giảm tỷ lệ nhiên liệu hóa thạch trong tổng mức tiêu thụ năng lượng từ 82% xuống còn khoảng 60%. Hàn Quốc có kế hoạch mở rộng lĩnh vực hạt nhân bằng cách thêm 4 lò phản ứng hạt nhân mới vào 24 lò phản ứng hiện tại và phân bổ nguồn lực cho các dự án liên quan.

Với lạm phát ở mức cao nhất trong 24 năm và tỷ lệ thất nghiệp cao, ưu tiên của chính quyền Tổng thống Yoon là thúc đẩy năng suất kinh tế. Đối với các doanh nghiệp và ngành công nghiệp tiêu thụ năng lượng của Hàn Quốc, điện hạt nhân có giá khá rẻ - chỉ 61,5 Won (KRW)/kWh (khoảng 1.100 VNĐ/kWh), so với 149,9 KRW/kWh (khoảng 2.700 VNĐ/kWh) của năng lượng mặt trời.

Các dự án liên quan đến năng lượng hạt nhân, theo kế hoạch mới, dự kiến sẽ có khả năng tạo ra hơn 100.000 việc làm mới trong nước. Đồng thời, tiếp tục phát triển năng lực hạt nhân trong nước sẽ mở ra cơ hội xuất khẩu. Chính phủ có kế hoạch xuất khẩu 10 lò phản ứng hạt nhân và khuyến khích nước ngoài quan tâm nhiều hơn đến công nghệ điện hạt nhân của Hàn Quốc.

Từ góc độ giảm thiểu biến đổi khí hậu, năng lượng hạt nhân cũng có thể là một con đường tiết kiệm chi phí hơn để hoàn thành các mục tiêu xanh đã nêu. Mặc dù năng lượng tái tạo là trọng tâm trong các nỗ lực của chính quyền trước đây nhằm giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu và phòng ngừa sự bất ổn trên thị trường năng lượng quốc tế, nhưng hiện tại nó cung cấp công suất thấp hơn với chi phí cao hơn.

Tại diễn ra Hội nghị Thượng đỉnh Hàn - Mỹ tổ chức tại tại Seoul vào đầu tháng 6/2022, hai quốc gia này khẳng định cam kết đối với sự phát triển và tiến bộ của một nguồn năng lượng rẻ hơn, ổn định hơn, cùng với việc tăng cường hợp tác tổng thể trong sản xuất chất bán dẫn và pin.

Nhiều công ty lớn của Hàn Quốc đã vào cuộc như Hyundai Engineering đã thành lập một tổ chức chuyên thúc đẩy các dự án điện hạt nhân. Tương tự, Tập đoàn SK Inc. đã ký một biên bản ghi nhớ (MoU) với TerraPower - một công ty thiết kế SMR của Mỹ do tỷ phú Bill Gates thành lập năm 2008, hợp tác với TerraPower để phát triển và ứng dụng công nghệ lò phản ứng làm mát nhanh bằng natri (SFR) dự kiến sẽ được thương mại hóa hoàn toàn vào đầu năm 2028.

Cạnh đó, Công ty Samsung Heavy Industries chuyên về lĩnh vực xây dựng nhà máy và năng lượng của Tập đoàn Samsung (Hàn Quốc) ngày 7/4/2022 đã ký MoU với Seaborg - nhà phát triển lò phản ứng hạt nhân thế hệ tiếp theo của Đan Mạch để phát triển nhà máy điện hạt nhân nổi.

Công ty Doosan Enerbility chuyên về năng lượng của Tập đoàn Doosan (Hàn Quốc) cho biết, họ sẽ đầu tư 5.000 tỷ Won (3,9 tỷ USD) vào SMR, tua bin khí, hydro và pin nhiên liệu hydro trong 5 năm tới.

Đầu tháng 5/2023 , hãng tư nhân GS Energy đã ký một biên bản ghi nhớ với quận Uljin ở tỉnh Bắc Gyeongsang, Hàn Quốc để xem xét việc sử dụng công nghệ lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) của NuScale Power. Tiến độ dự kiến sẽ bắt đầu vào năm 2028 và hoàn thành vào năm 2030.

Hãng Doosan Enerbility của Hàn Quốc đã gặp gỡ các công ty SMR toàn cầu, gồm NuScale Power và X-energy tại Washington, D.C. để thảo luận hợp tác. Mục tiêu là củng cố vị trí thị trường của mình trong chuỗi cung ứng cho lĩnh vực này.

Cụ thể, Doosan sẽ thiết lập chuỗi cung ứng có trụ sở tại Hoa Kỳ để sản xuất mô-đun năng lượng NuScale thông qua việc mở rộng công suất và cải tiến công nghệ sản xuất các bộ phận có thời gian sử dụng lâu dài. Doosan Enerbility sẽ bắt đầu sản xuất các thành phần có thời gian sử dụng lâu dài cho nhà máy điện dựa trên SMR đầu tiên của NuScale Power tại Hoa Kỳ vào cuối năm nay.

Dự án Năng lượng Không Carbon (CFPP) của UAMPS sử dụng dự án SMR đầu tiên của NuScale Power tại Hoa Kỳ sẽ xây dựng một nhà máy điện ở Idaho với mục tiêu hoàn thành vào năm 2029. Nhà máy điện SMR sẽ có tổng cộng 6 mô-đun lò phản ứng, công suất mỗi lò 77 MW.

Các giám đốc điều hành của Doosan Enerbility cũng đã gặp Chủ tịch và Giám đốc điều hành của X-energy để thảo luận về các kế hoạch hợp tác sản xuất hydro bằng cách sử dụng SMR. Doosan Enerbility bắt đầu hợp tác với X-energy vào năm 2021 bằng cách tham gia thiết kế SMR với khí nhiệt độ cao được thúc đẩy bởi X-energy. Hồi đầu năm 2024, Công ty đã tăng cường hợp tác với X-energy bằng cách ký thỏa thuận đầu tư vốn vào X-energy và cung cấp thiết bị cốt lõi cho X-energy.

Hợp tác Việt Nam - Hàn Quốc về lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR):

Tại Việt Nam, Công ty Thủy điện và Điện hạt nhân Hàn Quốc (KHNP) thuộc Công ty Điện lực Hàn Quốc (KEPCO) ngày 22/6/2023 tại Hà Nội đã ký kết biên bản ghi nhớ về hợp tác nghiên cứu ở lĩnh vực điện nguyên tử và lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) với Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam (VINATOM).

Bên cạnh lễ ký kết MOU, KHNP và VINATOM cũng đã tổ chức buổi hội thảo giao lưu về kỹ thuật, chia sẻ thông tin nghiên cứu phát triển của mỗi nước, tình hình và kế hoạch phát triển lò phản ứng mô-đun nhỏ cải tiến (i-SMR) của KHNP.

Hàn Quốc coi i-SMR sẽ là sản phẩm SMR phát triển dành riêng cho quốc gia mình.

Theo thỏa thuận, hai cơ quan này quyết định sẽ hợp tác nghiên cứu chặt chẽ về các lĩnh vực thiết kế, kỹ thuật và an toàn lò phản ứng hạt nhân, ứng dụng lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới nhằm đạt mục tiêu trung hòa carbon, giấy phép, pháp lệnh và quy chế về lò SMR, đào tạo nhân lực.

Ông Hwang Joo-ho - Chủ tịch KHNP nhận định: Thông qua biên bản ghi nhớ lần này, Chính phủ Việt Nam sẽ nối lại giao lưu về công nghệ và nhân lực ở lĩnh vực năng lượng nguyên tử, đã bị thu hẹp sau khi Việt Nam dừng kế hoạch xây dựng nhà máy điện nguyên tử vào năm 2016. Dự kiến hai bên sẽ hợp tác nghiên cứu ở nhiều lĩnh vực khác, phát triển công nghệ nhằm ứng dụng năng lượng nguyên tử vào mục đích hòa bình.

Tiếp đến, Công ty CP Tư vấn Xây dựng Điện 1 (PECC1) và Hyundai E&C Company Ltd., Holtec International đã ký kết biên bản ghi nhớ về hợp tác trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân, ESS (hệ thống tích trữ năng lượng) và hydro.

Theo biên bản ghi nhớ đã ký, các bên cam kết cùng hợp tác nghiên cứu phát triển trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân. Cụ thể là hợp tác nghiên cứu kỹ thuật và khả năng ứng dụng cho nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng cỡ nhỏ SMR-160, ESS (hệ thống tích trữ năng lượng), hydro, cũng như các lĩnh vực tiềm năng khác mà các bên quan tâm.

Hiện nay các lò điện hạt nhân dạng mô-đun quy mô nhỏ là một hướng phát triển trong ngành điện hạt nhân. Lò SMR là loại lò có thiết kế mới thuộc thế hệ III+ hoặc IV, có quy mô công suất dưới 300 MW (bằng khoảng 1/3 công suất phát của các lò điện hạt nhân truyền thống phổ biến hiện nay là khoảng 1.000 MW). Công nghệ lò điện hạt nhân quy mô nhỏ này có thể sử dụng cùng loại nhiên liệu và có những cải tiến về độ an toàn, đặc biệt các tính năng an toàn thụ động gần như trở thành yếu tố bắt buộc với các lò quy mô nhỏ.

Lò SMR có thể được bố trí ở những vị trí không phù hợp với các nhà máy điện hạt nhân lớn hơn. Các mô-đun SMR được sản xuất sẵn tại các nhà máy chế tạo, sau đó vận chuyển và lắp đặt tại địa điểm xây dựng, làm cho chúng có chất lượng đảm bảo và giá thành hợp lý hơn so với các lò phản ứng công suất lớn được chế tạo tại chỗ.

Dự kiến, các lò SMR giảm chi phí và thời gian xây dựng với tiến độ xây dựng dự kiến khá ngắn (24 - 36 tháng), đồng thời chúng có thể được triển khai từng bước để phù hợp với nhu cầu năng lượng ngày càng tăng.

So với các lò hiện nay đang vận hành phát điện, các thiết kế SMR được đề xuất thường đơn giản hơn và an toàn do là SMR dựa vào các hệ thống thụ động và các đặc tính an toàn nội tại của lò phản ứng. Điều này có nghĩa là trong những trường hợp bất thường, không cần sự can thiệp của con người, hoặc nguồn năng lượng bên ngoài để tắt các hệ thống, bởi vì các hệ thống thụ động dựa vào các định luật vật lý (chẳng hạn như tuần hoàn tự nhiên, đối lưu, trọng lực và tự điều áp).

Trong bối cảnh nhu cầu sử dụng điện sạch ngày càng tăng cao nhằm hướng tới mục tiêu đưa phát thải ròng về 0 năm 2050 của nhiều quốc gia trên thế giới, việc ứng dụng công nghệ SMR cho thấy lợi ích và vai trò của điện hạt nhân trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng mà vẫn có thể đảm bảo giảm phát thải khí nhà kính./.

TỔNG HỢP: NGUYỄN THỊ THU HÀ - VINATOM