RSS Feed for Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 21]: Xu hướng phát triển công nghệ điện hạt nhân | Tạp chí Năng lượng Việt Nam Chủ nhật 27/11/2022 19:30
TRANG TTĐT CỦA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 21]: Xu hướng phát triển công nghệ điện hạt nhân

 - Công ty Năng lượng Nguyên tử Hitachi GE - một liên doanh về năng lượng nguyên tử giữa Hitachi và General Electric (GE) thông báo: Vào tháng 12/2021, họ đã nhận được đơn đặt hàng cho “lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR)” thế hệ tiếp theo của Canada. Đây là đơn đặt hàng đầu tiên cho một lò phản ứng hạt nhân thương mại nhỏ của Nhật Bản. Lò nhỏ hơn so với lò của các nhà máy điện hạt nhân hiện có, và về mặt lý thuyết, nó an toàn hơn. Khi xu hướng khử carbon gia tăng, xuất khẩu công nghệ điện hạt nhân của Nhật Bản sẽ được tiếp tục.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 20]: Tình hình tái khởi động các nhà máy điện hạt nhân Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 20]: Tình hình tái khởi động các nhà máy điện hạt nhân

Năm 2021, tổ máy số 3 của Nhà máy điện hạt nhân Mihama của Công ty Điện lực Kansai đã khởi động lại (tháng 6) đây là tổ máy đầu tiên trên toàn quốc khởi động lại khi có trên 40 năm vận hành, cũng là tổ máy thứ 10 (với tổng công suất 9,956 triệu kW) được tái khởi động lại sau sự cố Fukushima.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 19]: Cảnh báo rủi ro cung cầu điện mùa đông Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 19]: Cảnh báo rủi ro cung cầu điện mùa đông

Khi nhu cầu sử dụng điện tăng lên do sưởi ấm vào mùa đông, các công ty điện lực Nhật Bản đã cảnh báo tình trạng căng thẳng cung cầu. Mùa đông năm ngoái, do lạnh giá và tình trạng thiếu hụt nhiên liệu đã gây ra tình trạng nghiêm trọng trong cung cầu điện, đặc biệt là ở phía Tây Nhật Bản. Thời tiết lạnh khắc nghiệt cũng được dự báo trong mùa đông năm nay và các công ty đang gấp rút chuẩn bị để có nguồn cung ổn định, chẳng hạn như tăng tồn kho khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) và khởi động lại các nhà máy nhiệt điện đã cũ.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 18]: Giải quyết những bất ổn của năng lượng tái tạo Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 18]: Giải quyết những bất ổn của năng lượng tái tạo

Trong số các loại năng lượng tái tạo, năng lượng gió, mặt trời có điểm yếu là sản lượng điện phụ thuộc vào thời tiết và khó kiểm soát. Vì vậy, “ắc quy lưu trữ” được kỳ vọng như một thiết bị giải quyết vấn đề mất ổn định của năng lượng tái tạo.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 17]: Thách thức điện gió ngoài khơi Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 17]: Thách thức điện gió ngoài khơi

Hiện nay, trung tâm của năng lượng tái tạo ở Nhật Bản là “điện mặt trời”. Tuy nhiên, nhìn ra thế giới, “điện gió” mới là trung tâm. Công suất lắp đặt của điện gió trên quy mô toàn cầu là khoảng 486 GW (tính đến cuối năm 2020). Mặt khác, sản lượng điện mặt trời khoảng 227 GW - tức là chưa bằng một nửa. Liệu điện gió có mở rộng ở Nhật Bản trong tương lai?

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 16]: ‘Điện hạt nhân châu Âu’ trên báo Nhật Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 16]: ‘Điện hạt nhân châu Âu’ trên báo Nhật

Hội nghị lần thứ 26 các bên tham gia Công ước khung về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc (COP26) đã khai mạc ngày 31/10 tại Glasgow, Anh. Trong bối cảnh này, không có dấu hiệu nào cho thấy “cuộc khủng hoảng năng lượng” do giá khí đốt tự nhiên và giá điện tăng sẽ được giảm bớt ở châu Âu.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 15]: Phong trào điện hạt nhân thế giới và động thái Hoa Kỳ Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 15]: Phong trào điện hạt nhân thế giới và động thái Hoa Kỳ

Trong lúc năng lượng tái tạo được mở rộng như một biện pháp chống lại biến đổi khí hậu, thì tầm quan trọng của việc không thải ra carbon dioxide (CO2) trong quá trình sản xuất điện của điện hạt nhân đang được xem lại.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 14]: Nhìn nhận của người Nhật về nguy cơ thiếu điện ở châu Âu Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 14]: Nhìn nhận của người Nhật về nguy cơ thiếu điện ở châu Âu

Giá năng lượng tăng vọt ở châu Âu vừa qua đã phần nào cho chúng ta thấy chuyển dịch năng lượng nhằm chống biến đổi khí hậu tuy là xu thế tất yếu, nhưng nếu “giục tốc”, vội vã dựa chủ yếu vào các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi như gió và mặt trời, khi chưa tạo đủ mức độ an ninh cung cấp năng lượng bằng các nguồn truyền thống ổn định, sẽ gây rủi ro cho chính nền kinh tế và người dân của mình. “Tác dụng phụ” của các biện pháp chống biến đổi khí hậu sẽ không hề nhẹ.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 13]: Có thể ngăn được đứt gãy cung, cầu nguồn tài nguyên? Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 13]: Có thể ngăn được đứt gãy cung, cầu nguồn tài nguyên?

Nhiều nước phát triển ở châu Âu và Mỹ đang giảm dần đầu tư vào khai thác tài nguyên (dầu mỏ, khí đốt tự nhiên). Điều này để nhằm đạt được mức giảm phát thải khí nhà kính “cơ bản về không” vào năm 2050. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu năng lượng tái tạo có phát triển theo kịch bản của các quốc gia hay không. Trong quá trình tiến tới không carbon, có nguy cơ các nguồn tài nguyên hiện có sẽ thiếu hụt và cung - cầu năng lượng sẽ bị gián đoạn. Thế giới đang phải chịu áp lực: Làm sao đầu tư nhưng vẫn giữ được cân bằng?

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 12]: Động thái của thế giới và Nhật Bản đối với LNG Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 12]: Động thái của thế giới và Nhật Bản đối với LNG

Trước Hội nghị thượng đỉnh Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu (COP26) dự kiến ​​được tổ chức tại Glasgow (Anh) vào tháng 11 năm nay, các nhà hoạt động liên quan đến vấn đề nóng lên toàn cầu vốn đang hạn chế hoạt động do vi rút Corona đã hoạt động sôi nổi trở lại. Mục tiêu của họ là chuyển từ phản đối than đá sang phản đối khí thiên nhiên. Nhưng nếu phát sinh vấn đề trong cung cấp nhiên liệu hóa thạch, Nhật Bản sẽ sớm đứng trước nguy cơ thiếu điện.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 11]: Thách thức chứng thực ‘Hydro xanh’ thương mại Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 11]: Thách thức chứng thực ‘Hydro xanh’ thương mại

Trong khi các quốc gia trên thế giới coi năng lượng Hydro là một lựa chọn quan trọng để trung hòa Carbon, thì Nhật Bản cũng đang mở rộng đầu tư vào lĩnh vực này. Nhật Bản đang đi trước các quốc gia khác về mặt công nghệ trong việc sử dụng Hydro, nhưng câu hỏi đặt ra là liệu quốc gia này có thể tận dụng ưu thế này hay không?

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 10]: Chi phí phát điện của các nguồn điện năm 2030 Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 10]: Chi phí phát điện của các nguồn điện năm 2030

Nhóm công tác kiểm tra chi phí phát điện (thuộc Nhóm nghiên cứu tài nguyên năng lượng toàn diện - Văn phòng Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản - METI) đã tóm tắt kết quả tạm tính chi phí phát điện của từng nguồn điện của Nhật Bản vào thời điểm năm 2020 và 2030. Điểm đáng chú ý là về chi phí sản xuất điện năm 2030 của Nhật Bản trong kết quả tạm tính lần này, chi phí cận biên của từng nguồn điện đã được thêm vào làm giá trị tham khảo.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 9]: Dự thảo Kế hoạch ‘năng lượng cơ bản’ có khả thi? Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 9]: Dự thảo Kế hoạch ‘năng lượng cơ bản’ có khả thi?

Cuối tháng 7 vừa qua, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) đã tóm tắt Dự thảo Kế hoạch năng lượng cơ bản (lần thứ 6) - đây là phương châm chính sách năng lượng của Chính phủ. Nhưng câu hỏi đặt ra là: Những kế hoạch năng lượng cơ bản trong trung, dài hạn của quốc gia này có khả thi?

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 8]: Điện than ‘công nghệ mới nhất’ cũng gặp khó Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 8]: Điện than ‘công nghệ mới nhất’ cũng gặp khó

Hội nghị thượng đỉnh 7 nước có nền công nghiệp hàng đầu thế giới (Hội nghị thượng đỉnh G7) được tổ chức tại Anh (từ ngày 11 - 13/6). Để ứng phó với biến đổi khí hậu, các nước đã nhất trí trong năm nay sẽ chấm dứt hỗ trợ xuất khẩu mới của chính phủ đối với nhiệt điện than - nguồn điện không thể thực hiện được các biện pháp giảm phát thải khí nhà kính. Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) vốn thể hiện rõ quan điểm tiếp tục hỗ trợ xuất khẩu đã buộc phải thay đổi chính sách chỉ trong 3 tuần.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 7]: Cập nhật diễn tiến tái khởi động điện hạt nhân Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 7]: Cập nhật diễn tiến tái khởi động điện hạt nhân

Công ty Điện lực Kansai đã tái khởi động lò phản ứng số 3 hơn 40 năm tuổi của Nhà máy điện hạt nhân Mihama (ngày 23/6/2021). Sau sự cố Nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1 thuộc Công ty Điện lực Tokyo (TEPCO) năm 2011, thời gian vận hành tối đa của một lò phản ứng hạt nhân được quy định là 40 năm. Do đó, đây là lò phản ứng trên 40 năm tuổi đầu tiên của Nhật Bản được tái khởi động kể từ khi ban hành quy định này. Cho đến nay, đã có 10 lò phản ứng hạt nhân được tái khởi động kể từ sau sự cố Fukushima và tất cả đều là lò PWR.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 6]: Xu hướng của điện hạt nhân Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 6]: Xu hướng của điện hạt nhân

Để đạt được mục tiêu mới năm 2030 giảm 46% khí nhà kính so với năm 2013, đã đến lúc Nhật Bản đối diện trực tiếp với các vấn đề liên quan đến điện hạt nhân. Theo mục tiêu hiện tại của quốc gia này, năm 2030 điện hạt nhân dự kiến sẽ chiếm khoảng 20% tổng sản lượng điện. Để đạt được mục tiêu này, cần tái khởi động khoảng 30 lò phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên, hiện tại, ngoài 3 lò đang xây dựng, Nhật Bản chỉ còn 33 lò phản ứng hạt nhân.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 5]: Thách thức giảm phát thải carbon Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 5]: Thách thức giảm phát thải carbon

Mặc dù không được biết đến nhiều, nhưng Nhật Bản có công suất (dự kiến) điện mặt trời tương ứng với diện tích lãnh thổ lớn nhất trong các quốc gia có nền công nghiệp hàng đầu thế giới (vị trí số 2 là Đức và vị trí số 3 là Anh). Tuy là đất nước có nhiều vùng núi và khá ít diện tích đồng bằng, nhưng nếu so sánh về công suất dự kiến điện mặt trời tương ứng với diện tích đồng bằng, Nhật Bản với vị trí số 1 đang gấp hơn 2 lần Đức ở vị trí số 2.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 4]: Tái khởi động nhà máy điện hạt nhân U40 Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 4]: Tái khởi động nhà máy điện hạt nhân U40

Cuối tháng Năm vừa qua, Thống đốc tỉnh Fukui đã tuyên bố đồng ý tái khởi động 3 tổ máy điện hạt nhân đã vận hành trên 40 năm, gồm tổ máy số 1, 2 của Nhà máy điện hạt nhân Takahama và tổ máy số 3 của Nhà máy điện hạt nhân Mihama, thuộc Công ty Điện lực Kansai.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 3]: Vấn đề xử lý nước thải tại Fukushima số 1 Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 3]: Vấn đề xử lý nước thải tại Fukushima số 1

Đã 10 năm trôi qua (kể từ khi xảy ra sự cố Nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1), cuối cùng, Chính phủ Nhật Bản đã cho phép xả nước đã qua xử lý đang lưu trữ ở Nhà máy này ra biển.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 2]: Nhìn lại 10 năm sau sự cố Fukushima Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 2]: Nhìn lại 10 năm sau sự cố Fukushima

Tháng 3/2021 vừa qua tròn 10 năm kể từ sự cố Nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1 của Công ty Điện lực Tokyo (TEPCO). Trong khoảng thời gian đó, Nhật Bản đã quyết định ngừng hoạt động tất cả các nhà máy điện hạt nhân. Cho đến hiện nay, chỉ có 9 lò phản ứng hạt nhân được tái khởi động lại. Nhật Bản lần đầu tiên trải qua thảm họa hạt nhân lớn như vậy, do đó cần thời gian xem xét lại các quy định. Ngoài ra, yêu cầu ứng phó sự cố cũng có sự thay đổi, nên việc tái khởi động các lò phản ứng còn lại sẽ mất thêm thời gian.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 1]: Thiếu điện và những thách thức trong cơ cấu nguồn điện Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 1]: Thiếu điện và những thách thức trong cơ cấu nguồn điện

Ở Nhật Bản, sự sụt giảm đột ngột của điện hạt nhân và xu hướng giảm dần sự phụ thuộc vào nhiệt điện đã mở ra cơ hội cho năng lượng tái tạo. Trong 10 năm qua, tỷ trọng của nguồn năng lượng tái tạo đã tăng gần gấp đôi, từ 9,5% vào năm 2010 lên 18% vào năm 2020. Tuy nhiên, từ ngày 7/1/2021, Nhật Bản đã bắt đầu xảy ra tình trạng thiếu hụt điện trên toàn quốc. Liên đoàn các Công ty Điện lực Nhật Bản (FEPC) đã thông báo 2 lần vào ngày 10 và 12/1 về "Tình hình cung cầu điện và đề nghị tiết kiệm điện" tại quốc gia này. Vậy, vấn đề gì đã xảy ra ở Nhật Bản? Dưới đây, chúng tôi giới thiệu nội dung phân tích của JENED về tình trạng trên để bạn đọc và các nhà quản lý, nhà đầu tư tham khảo.


Hitachi GE đã nhận được đơn đặt hàng lò phản ứng quy mô nhỏ của Canada:

Đơn đặt hàng đã được nhận từ Tập đoàn sản xuất điện lớn là Canada Ontario Power Generation (OPG). Hitachi GE chịu trách nhiệm thiết kế và mua sắm thiết bị. Dự kiến xin giấy phép xây dựng trong năm 2022 và xây dựng tối đa 4 tổ máy. Tổ máy đầu tiên dự kiến ​​hoàn thành sớm nhất vào năm 2028.

Hitachi sẽ cung cấp lò phản ứng hạt nhân nhỏ có tên “BWRX-300” với công suất 300 MW sử dụng công nghệ lò phản ứng nước nhẹ mà Hitachi có thế mạnh. Chi phí xây dựng cho mỗi lò phản ứng nhỏ ước tính là 70 đến 80 tỷ yên, và theo phép tính đơn giản thì chi phí xây dựng 4 lò phản ứng vào khoảng 300 tỷ yên.

Lò phản ứng quy mô nhỏ so với lò phản ứng hạt nhân loại 1.000 MW hiện có trên thị trường thì có công suất nhỏ hơn. Cấu tạo đơn giản hơn, quy mô phát điện nhỏ hơn lò phản ứng hạt nhân thông thường và dễ dàng làm mát tâm lò hơn.

Công ty đặt hàng Ontario Power Generation (OPG) có kế hoạch xin cấp giấy phép xây dựng từ Cơ quan quản lý hạt nhân Canada trong năm 2022.

Với xu hướng khử carbon trên toàn cầu, mối quan tâm đến điện hạt nhân - nguồn điện không phát thải khí nhà kính trong quá trình phát điện đang gia tăng trở lại. Theo OPG, Mỹ, Anh, Ba Lan và Estonia đã bày tỏ sự quan tâm đến việc xây dựng các SMR và Tổng thống Pháp Emmanuel Macron vào tháng 11/2021 đã tuyên bố sẽ tiếp tục xây dựng nhà máy điện hạt nhân.

Trong số các công ty Nhật Bản, IHI và JGC Holdings đã đầu tư vào New Scale Power, một công ty khởi nghiệp của Mỹ phát triển SMR, với mục tiêu hoạt động vào năm 2029. Hitachi GE đang có kế hoạch liên kết kỹ thuật với công ty khởi nghiệp do ông Bill Gates - Microsoft thành lập nhằm xây dựng một loại lò phản ứng mới khác với SMR.

Công ty Công nghiệp nặng Mitsubishi (MHI), có thể điều chỉnh công suất của nhà máy điện hạt nhân trong hơn 10 phút để phù hợp với vận hành nguồn điện năng lượng tái tạo:

Công ty Công nghiệp nặng Mitsubishi (MHI) sẽ đưa vào sử dụng thực tế lò phản ứng hạt nhân có thể thay đổi linh hoạt công suất trong vòng hơn 10 phút. Công ty đã bắt đầu thảo luận với các công ty điện lực về thiết kế ban đầu nhằm sử dụng loại Lò phản ứng này như một nguồn điện bù đắp cho điểm yếu của nguồn năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời…) là hoạt động không ổn định do thời tiết. Nhà máy điện hạt nhân thông thường mất một giờ để thay đổi công suất nên rất khó sử dụng làm nguồn điện phụ trợ cho năng lượng tái tạo. Sự phát triển công nghệ sử dụng ổn định năng lượng tái tạo - nguồn năng lượng không thể thiếu cho quá trình khử carbon đang ngày càng trở nên sôi động hơn.

Mặc dù năng lượng tái tạo như điện mặt trời và điện gió ảnh hưởng ít đến môi trường, nhưng sản lượng lại dao động rất lớn khi phụ thuộc vào thời tiết và các yếu tố khác. Có nguy cơ mất điện nếu cung cầu điện không cân đối từng thời điểm, và nếu sản lượng điện từ năng lượng tái tạo giảm thì cần tăng sản lượng của các nhà máy nhiệt điện và điện hạt nhân. Nhiệt điện thông thường mất khoảng 10 phút để giảm một nửa sản lượng, nhưng rất khó sử dụng từ quan điểm khử carbon. Lò phản ứng hạt nhân hiện tại không thiết kế dành cho việc thay đổi công suất thường xuyên, thường sẽ mất khoảng một giờ để giảm một nửa công suất hoặc khôi phục lại, điều này sẽ không dễ dàng khi sử dụng loại này.

Lò phản ứng mới dự kiến ​​là một lò phản ứng cỡ trung bình với công suất từ ​​600 MW đến 1.200 MW. Bằng cách cải tiến hệ thống truyền động của các thanh điều khiển điều chỉnh phản ứng hạt nhân, thời gian để giảm một nửa công suất, hoặc khôi phục lại công suất ban đầu sẽ giảm xuống còn 17 phút, tức là bằng 1/4 thời gian thông thường. Các điều chỉnh nhỏ hơn có thể tiết kiệm thời gian hơn nữa. Loại lò này kích thước lớn hơn các loại lò với quy mô nhỏ khoảng 300 MW đang được phát triển các quốc gia và dự kiến ​​sẽ thay thế nhà máy điện hạt nhân hiện có. Với mục tiêu sẽ đưa vào sử dụng thực tế vào những năm 2030.

Mục tiêu là chi phí sản xuất điện tương đương với hiện nay, khoảng 10,2 yên/kWh, bao gồm các chi phí cho các biện pháp an toàn và tái chế nhiên liệu. Chi phí xây dựng cũng giống như chi phí của nhà máy điện hạt nhân hiện có. Về mặt an toàn, tòa nhà lò sẽ có cấu trúc 2 lớp để giảm nguy cơ sự cố xuống 1/10 so với mức thông thường. MHI dự kiến ​​sẽ đưa vào sử dụng thực tế nhà máy điện hạt nhân cỡ nhỏ trong những năm 2040 và sẽ chuẩn bị một hệ thống có thể cung cấp linh hoạt các nhà máy điện hạt nhân vừa và nhỏ.

Các lò phản ứng cỡ trung bình thường được sử dụng làm “nguồn điện phụ tải cơ bản” ổn định ở bất kỳ quốc gia/khu vực nào. Hiện tại, dự kiến ​​sẽ không thiết kế tăng hoặc giảm công suất nhiều lần, nhưng MHI đang có kế hoạch phát triển một lò cỡ trung thế hệ tiếp theo bằng cách thay đổi thiết kế để nó có thể được sử dụng làm van điều tiết cho năng lượng tái tạo, ngoài những chức năng thông thường đang có.

(Đón đọc kỳ tới...)

NGUYỄN HOÀNG YẾN (TỔNG HỢP, BIÊN DỊCH)

Có thể bạn quan tâm

Các bài mới đăng

Các bài đã đăng

[Xem thêm]
Phiên bản di động