Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 34]: Phát triển công nghệ điện hạt nhân thế hệ tiếp theo

Hiện tại, khoảng 85% năng lượng tiêu thụ ở Nhật Bản là dùng nhiên liệu hóa thạch, nhưng với mục tiêu trung hòa carbon (CN) vào năm 2050 thì bắt buộc phải chuyển đổi sang nguồn năng lượng sạch như: Điện hạt nhân, hoặc năng lượng tái tạo không thải ra CO2.

Tình hình xung quanh điện hạt nhân đã thay đổi đáng kể, kể từ khi thế giới hồi phục sau Covid-19 và cuộc xung đột Ukraine làm giá nhiên liệu hóa thạch tăng cao. Vào ngày 6/7/2022, Nghị viện châu Âu, vốn đang tranh luận về 'sự phân loại' của quá trình khử cacbon đã thông qua đề xuất của Ủy ban châu Âu về việc công nhận điện hạt nhân và khí tự nhiên là 'bền vững'. Điều này chưa ràng buộc về mặt pháp lý, nhưng điện hạt nhân sẽ là một lựa chọn khả thi cho các khoản đầu tư giảm cacbon trong tương lai.

Các cuộc tranh luận của bầu cử Hạ viện Nhật Bản đã chính thức bắt đầu và chính sách năng lượng, cũng như điện hạt nhân nổi lên như một vấn đề chính.

Nếu mùa đông năm nay rét đậm, dự kiến ​​Nhật Bản sẽ thiếu điện cho khoảng 1,1 triệu hộ gia đình. Trong khi đó, các nhà máy nhiệt điện lần lượt bị đóng cửa, việc khởi động lại các nhà máy điện hạt nhân cũng bị trì hoãn. Mặt khác, việc mua sắm nhiên liệu từ Nga cũng không chắc chắn và kể từ sau trận động đất ở phía Đông Nhật Bản, việc điều chỉnh cung - cầu để tiết kiệm điện đã đạt đến giới hạn.

Trong "Chiến lược năng lượng sạch" mới được chính quyền ông Kishida xây dựng đã chỉ rõ sẽ "sử dụng tối đa" năng lượng hạt nhân. Tình hình Ukraine cho thấy sự bất ổn của cung cấp năng lượng, và phong trào "quay lại với điện hạt nhân" đang tăng lên mạnh mẽ trong chính phủ và đảng cầm quyền. Điều này có thể dẫn đến việc xem xét lại chính sách điện hạt nhân.

Giá điện tăng mạnh do cuộc khủng hoảng năng lượng bắt nguồn từ châu Âu, cùng với tự do hóa thị trường điện nên ở Anh và một số các nước khác các nhà bán lẻ điện lần lượt phá sản. So với châu Âu thì mức tăng giá khí đốt tự nhiên và mức tăng giá điện của Nhật Bản vẫn còn tương đối nhỏ.

Cuộc chiến Nga - Ukraine, bắt đầu vào ngày 24/2/2022, đã dẫn đến một "cuộc khủng hoảng năng lượng" trên toàn cầu. Từ giữa năm 2020 giá dầu thô liên tục tăng cao do sự phục hồi kinh tế sau đại dịch, sự sụt giảm đầu tư vào lĩnh vực dầu mỏ thượng nguồn (tìm kiếm, thăm dò, khai thác) do xu hướng khử cacbon gia tăng và từ chối tăng sản lượng dầu của các nước sản xuất dầu mỏ.

Thủ tướng Fumio Kishida đã bắt đầu đề cập đến việc sử dụng năng lượng hạt nhân khi giá năng lượng tăng cao do cuộc khủng hoảng ở Ukraine. Trong bối cảnh lo ngại nguồn cung cấp điện sẽ bị thắt chặt do lệnh cấm nhập khẩu than tăng dần theo lệnh trừng phạt chống lại Nga. Với những e ngại của dư luận về điện hạt nhân vẫn còn đó, nhưng dường như người ta mong muốn xác định xem liệu nó có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng ổn định hay không.

Trận động đất 7,4 độ Richter ngoài khơi tỉnh Fukushima xảy ra vào ngày 16/3/2022 đã gây mất điện cho 2,1 triệu hộ ở khu vực thủ đô Tokyo, nhưng sau 3 tiếng đã được khắc phục.

Cùng với Hydro, Amoniac không thải ra carbon dioxide ngay cả khi bị đốt cháy, nên đang thu hút sự chú ý như một “con át chủ bài” mới để khử cacbon. Lần đầu tiên, chính phủ Nhật Bản đã đưa sản xuất điện bằng hydro và amoniac vào cơ cấu nguồn điện của kế hoạch năng lượng cơ bản được biên soạn vào tháng 7/2021.

SMR được định nghĩa là “Lò phản ứng nhỏ với công suất xấp xỉ 300.000 kW trở xuống và là một lò phản ứng mới được sản xuất theo gói (mô-đun)”. Theo dữ liệu từ IAEA, 73 lò SMR đang được phát triển trên toàn thế giới, trong đó Hoa Kỳ và Nga là những quốc gia đặc biệt quan tâm đến loại lò này và đang chiếm khoảng một nửa tổng số.

Ngày 28/1, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Nhật Bản (JAEA) phối hợp với Cơ quan Năng lượng Hạt nhân (OECD/NEA) thuộc Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế đã tiến hành thử nghiệm kiểm chứng tính an toàn của Lò phản ứng thử nghiệm kỹ thuật nhiệt độ cao "HTTR" (Thị trấn Oarai, tỉnh Ibaraki, Công suất nhiệt 30.000 kW). HTTR là Lò phản ứng khí nhiệt độ cao có hiệu suất cao nhất thế giới. Qua thử nghiệm với máy thực tế đã chứng minh rằng ngay cả khi mất hết nguồn điện trong quá trình hoạt động, nó vẫn tự nhiên dừng lại mà không cần thao tác của người vận hành và không dẫn đến tai nạn như tan chảy lõi lò.

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.

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.

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.

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.

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?

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.

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.

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.

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?

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.

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?

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.

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?

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.