Điện hạt nhân trong chiến lược phát triển năng lượng quốc gia

Đề xuất định hướng cơ cấu nguồn điện cho Quy hoạch điện VIII
Từ hạn chế của năng lượng tái tạo, nhiều nước trở lại điện hạt nhân

LÃ HỒNG KỲ; ĐỖ THỊ MINH NGỌC - HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Tình hình phát triển điện hạt nhân trên thế giới

Khủng hoảng hạt nhân Fukushima trong thảm họa sóng thần (ngày 11/3/2011) đã gây ra nhiều biến động lớn, nhiều người chỉ muốn gạt bỏ hạt nhân ra khỏi cuộc sống, hơn là nghĩ đến việc phải nâng cao trình độ để sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng này. Tuy nhiên, điện hạt nhân (ĐHN) vẫn là nguồn điện phụ tải nền quan trọng trong đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu, giảm phát thải khí gây ô nhiễm môi trường từ các nhiên liệu hóa thạch nên ngành công nghiệp ĐHN thế giới đã rút ra các bài học kinh nghiệm và có những giải pháp bổ sung thích ứng với yêu cầu mới đặt ra.

Đến nay, Nhật Bản đã có 9 tổ máy ĐHN được tái khởi động và đang vận hành, phát điện, 17 tổ máy ĐHN khác sẽ được cấp phép tái khởi động lại trong thời gian tới.

Hầu hết các cường quốc và các nước có nền kinh tế tăng trưởng cao trên thế giới đều sử dụng ĐHN. Đã có 35 quốc gia và vùng lãnh thổ xây dựng nhà máy ĐHN, tổng số có 454 lò phản ứng ĐHN đang vận hành, với tổng công suất lắp đặt 400.285 MW.

Trong đó, Mỹ đứng đầu trên thế giới với 98 lò phản ứng, với tổng công suất 99.333MW, tiếp theo là Pháp, Trung Quốc, Nhật, Nga, Hàn Quốc, Ấn Độ, Canada... và 54 lò phản ứng đang xây dựng với tổng công suất 55.013MW, Trung Quốc đứng đầu trên thế giới về số lượng lò phản ứng ĐHN đang xây dựng với 11 lò phản ứng, tổng công suất 10.982MW, xếp thứ hai là Ấn Độ, với 7 lò phản ứng, thứ 3 là Nga, với 6 lò phản ứng, Các Tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất đứng thứ 4, với 4 lò phản ứng đang xây dựng…

Loại công nghệ đang được sử dụng chủ yếu trong các nhà máy ĐHN trên thế giới là lò áp lực (PWR). Lò áp lực chiếm 66,30% về số lượng và 71,26% về công suất điện. Tiếp theo là lò nước sôi (BWR) chiếm 15,86% về số lượng và 17,76% về công suất điện.

ĐHN đóng góp quan trọng vào tổng sản lượng điện trong từng quốc gia. Đứng đầu là Pháp, năm 2017, tỷ lệ ĐHN chiếm tới 71,61 %; tiếp theo là Ukraina 55,06%, Slovakia 54,01%; Hungary 50,00%... Mỹ tuy đứng đầu thế giới về số lượng tổ máy ĐHN nhưng sản lượng ĐHN chỉ đóng góp 20,05% cho sản lượng điện quốc gia, đứng thứ 16 trong số 35 quốc gia.

Thống kê tổ máy điện hạt nhân trên thế giới (đến tháng 10/2018)

Thống kê tăng /giảm các tổ máy điện hạt nhân qua các năm

Từ các bảng trên ta thấy rằng, những cá nhân, tổ chức nào chỉ đưa ra dẫn chứng các tổ máy ĐHN của những quốc gia nào đó đã dừng hoạt động vĩnh viễn sau sự cố Fukushima và nói rằng xu thế ĐHN trên thế giới đang giảm chỉ là thông tin một chiều, nhằm một mục đích nào đó, thực tế các tổ máy dừng hoạt động là các tổ máy đã hết, hoặc gần hết thời gian sử dụng, công suất nhỏ (≈ 600MW), thế hệ cũ.

Các nước có nhà máy ĐHN cũng đã kiểm tra, bổ sung thiết bị đảm bảo an toàn, tiếp tục hoàn thiện, nối lưới các tổ máy đang xây dựng, tiếp tục khởi công xây dựng các tổ máy ĐHN thế hệ mới (thế hệ 3, 3+) công suất lớn hơn (≥ 1000MW), an toàn hơn.

Trong các năm qua, Trung Quốc là quốc gia có tốc độ phát triển các tổ máy ĐHN đứng đầu thế giới. Chính sách chiến lược về phát triển năng lượng "kinh tế, sạch sẽ và an toàn" được tôn trọng ở Trung Quốc, mục tiêu phát triển năng lượng phi hóa thạch song song với việc sử dụng năng lượng hóa thạch hiệu quả và sạch. Với mục tiêu này, Trung Quốc đang tìm cách giảm dần tỷ trọng tiêu thụ than và tăng tỷ trọng tiêu thụ khí tự nhiên, tăng đáng kể tỷ lệ tiêu thụ năng lượng tái tạo như: năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt và năng lượng hạt nhân.

Từ năm 2013 đến tháng 10/2018, Trung Quốc đã đưa vào vận hành 29 tổ máy ĐHN, với tổng công suất 29.687MW, khởi công xây dựng 11 tổ máy, với tổng công suất 11.050MW. Sản lượng ĐHN tăng từ 2,10% năm 2013 lên 3,94% vào năm 2017. Tỷ lệ nhiệt điện ở Trung Quốc giảm dần từng bước, giảm từ 78,36% năm 2013 xuống 73,48% năm 2017. Tỷ lệ điện phát sinh từ năng lượng gió và năng lượng mặt trời tăng từ 2,78% năm 2013 lên 5,34% năm 2017. (Xem thêm bài: Xu hướng phát triển mới của điện hạt nhân trên thế giới).

Sự cần thiết của điện hạt nhân đối với an ninh năng lượng Việt Nam

Các đặc trưng hệ thống điện hạt nhân:

1/ Công suất cao, mật độ năng lượng tập trung: Việc quản lý và vận hành hiệu quả, tiết kiệm, nguồn phát thích hợp nhất để chạy đáy cho lưới điện quốc gia.

2/ Công nghệ cao (áp suất, nhiệt độ, môi trường phóng xạ, bơm công suất có độ kín cao, v.v...): Có thách thức cho vấn đề đào tạo nhân lực, nhưng đồng thời kích thích phát triển khoa học công nghệ và năng lực quản lý, vận hành.

3/ Diện tích tiết kiệm, xây dựng tập trung: Mỗi tổ lò chỉ chiếm khoảng 0,5 km2, giảm được quỹ đất, tạo thuận lợi cho xây dựng, di dân tái định cư, đạt hiệu quả kinh tế cao về xây dựng các hệ thống hạ tầng phục vụ cho quá trình thi công xây dựng và hoạt động vận hành của nhà máy.

4/ Giá thành đầu tư cao: Là thử thách lớn đối với các nước nghèo, nhưng việc đầu tư tập trung có ưu thế về hạch toán quản lý và thu hồi vốn. Rất cần lưu ý bảo đảm kế hoạch tiến độ giải ngân gắn với tiến độ thi công, đặc biệt là khi có lượng vốn vay lớn với chiết khấu đáng kể.

5/ Chi phí vận hành thấp: Đây là ưu thế lớn của ĐHN so với các nguồn nhiệt điện, trong đó có chi phí cung ứng nhiên liệu, số nhân viên vận hành không nhiều.

6/ Không phát thải khí nhà kính: Đây là ưu điểm tuyệt đối của ĐHN, có thể là một biện pháp quan trọng hàng đầu để giải quyết sự biến đổi khí hậu toàn cầu.

7/ Nhạy cảm về an toàn: Các vụ tai nạn hạt nhân gây thất thoát phóng xạ vào môi trường luôn ám ảnh số đông công chúng. Sau mỗi sự kiện như: Three Mile Island, Chernobyl, Fukushima đều có những giai đoạn khó khăn đối với việc duy trì phát triển ĐHN. Tuy nhiên, các hệ thống công nghệ hiện đại, nhất là công nghệ thế hệ 3 và 3+ đã thay đổi rất căn bản đảm bảo khả năng xử lý an toàn các tình huống tai nạn nghiêm trọng.

8/ Chưa thỏa mãn về quản lý chất thải hạt nhân: Hiện nay, việc xử lý các thanh nhiên liệu đã cháy còn chịu giá chi phí lớn, hiệu quả kinh tế chưa cao. Mặt khác, việc bảo quản tạm thời và chôn cất vĩnh cửu các thanh nhiên liệu đã cháy là một việc khá tốn kém, có yêu cầu quản lý cao, nghiêm ngặt, chiếm dụng quỹ đất.

Về lâu dài, hướng xử lý triệt để nhiên liệu đã cháy để tái sử dụng, giảm thiểu chất thải phóng xạ hoạt độ cao phải đạt hiệu quả kinh tế cao và dễ dàng thương mại hóa. Một chương trình hợp tác liên quốc gia gọi là sáng kiến cung ứng, quản lý nhiên liệu toàn cầu đang được Mỹ và nhiều nước vận động, nhằm tăng hiệu quả kinh tế sử dụng nhiên liệu, quản lý chất thải, đồng thời giảm thiểu nguy cơ phổ biến vũ khí hạt nhân do việc chiết xuất các thành phần nhiên liệu trong quá trình tái chế.

Cũng như bất cứ công nghệ nào khác, muốn phát triển ĐHN nghĩa là phải phát huy ưu điểm và từng bước khắc phục những nhược điểm của nó - đó là phải lựa chọn cộng nghệ hiện đại, có kiểm chứng để nâng cao độ an toàn hạt nhân, loại trừ tai nạn gây rò rỉ phóng xạ vào môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế và làm chủ việc bảo quản xử lý nhiên liệu phóng xạ đã qua sử dụng.

Đối với Việt Nam, việc nghiên cứu xây dựng nhà máy điện hạt nhân dựa trên các ưu điểm sau:

1/ Đa dạng hóa nguồn năng lượng cung cấp, đảm bảo an ninh năng lượng, đáp ứng đầy đủ nhu cầu điện năng của đất nước, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, nhất là khi đã khai thác hầu hết các tiềm năng về thủy điện và nhiên liệu hóa thạch; đảm bảo tính kinh tế khi cạnh tranh với các loại nhiên liệu nhập khẩu.

2/ Góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu, giảm phát thải khí gây ô nhiễm môi trường từ các nhiên liệu hóa thạch và có thể tạo tiềm năng thu tài chính từ việc giảm phát thải khí CO2.

3/ Đẩy mạnh phát triển tiềm lực khoa học - kỹ thuật - công nghệ, phát triển cơ sở hạ tầng không chỉ trong ngành năng lượng nguyên tử, ngành điện mà còn thúc đẩy nhiều ngành công nghiệp và kinh tế khác.

4/ Góp phần nâng cao vị thế của Việt Nam khi từng bước làm chủ được công nghệ ĐHN.

Tuy nhiên, cũng có những khó khăn thách thức đối với quốc gia lần đầu tiên xây dựng nhà máy điện hạt nhân:

1/ Rào cản tâm lý lo ngại về tính an toàn của nhà máy ĐHN, nên cần có sự đồng thuận của công chúng và các quyết sách mạnh mẽ của Chính phủ.

2/ Tiềm ẩn rủi ro về an toàn hạt nhân nên cần phải thận trọng lựa chọn công nghệ tiên tiến, an toàn cao nhất và có tính kiểm chứng.

3/ Cần đảm bảo đầy đủ cơ sở hạ tầng, đặc biệt là văn bản quy phạm pháp luật và xây dựng phát triển đội ngũ chuyên gia về ĐHN, cũng như văn hóa an toàn ĐHN.

4/ Cần nhiều thời gian chuẩn bị dự án do công nghệ phức tạp; vốn đầu tư lớn mặc dù chi phí nhiên liệu thấp, dẫn đến gặp khó khăn trong thu xếp vốn đầu tư (Xem thêm bài: Tại sao Việt Nam cần điện hạt nhân?).

Quyết định số 1855/QĐ-TTg ngày 27/12/2007, Phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2050 đã đưa ra mục tiêu cụ thể để đưa tổ máy ĐHN đầu tiên của Việt Nam vào hoạt động, sau đó tăng nhanh tỷ trọng của ĐHN trong cơ cấu năng lượng quốc gia. Đến năm 2050, năng lượng ĐHN chiếm khoảng 15-20% tổng tiêu thụ năng lượng thương mại toàn quốc.

Nghị quyết Quốc hội số 41 ngày 25 tháng 11 năm 2009 "cho phép xây dựng nhà máy ĐHN đầu tiên tại Ninh Thuận, dự kiến vận hành tổ máy số 1 vào năm 2020".

Tuy nhiên, do tình hình phát triển kinh tế vĩ mô của Việt Nam có nhiều thay đổi so với thời điểm quyết định đầu tư dự án. Mặt khác, Việt Nam cần nguồn vốn lớn để đầu tư cơ sở hạ tầng đồng bộ, hiện đại nhằm tạo động lực cho phát triển kinh tế - xã hội, cũng như giải quyết các vấn đề do biến đổi khí hậu gây ra, chính vì vậy tại Nghị quyết 31/2016/QH14, ngày 22 tháng 11 năm 2016 Quốc hội cũng đã thông qua "Dừng thực hiện chủ trương đầu tư Dự án ĐHN Ninh Thuận".

Trên thế giới, có nhiều nước chưa cần đến ĐHN trong nhiều thập niên tới, nhưng trên bình diện chung toàn thế giới, chắc chắn trong 50 năm nữa sẽ chưa có nguồn năng lượng nào khác có thể thay thế hoàn toàn ĐHN trong một chiến lược phát triển bền vững.

Tài liệu tham khảo:

1/ http://vpcp.chinhphu.vn/Home/Hop-bao-Chinh-phu-chuyen-de-ve-Du-an-dien-hat-nhan/201611/20334.vgp.

2/ https://www.iaea.org/

3/ https://pris.iaea.org/PRIS/