Urani và an ninh nhiên liệu hạt nhân - Cơ hội, thách thức, gợi ý chính sách cho Việt Nam

Thách thức, rủi ro khi triển khai dự án điện hạt nhân - Khuyến nghị cho EVN và PVN Báo cáo The World Nuclear Industry Status Report 2024 (WNISR2024), công bố tháng 9/2024, cung cấp dữ liệu chi tiết về tình hình vận hành, tiến độ xây dựng, các trường hợp đình trệ, hoặc vượt chi phí. Với cách tiếp cận định lượng dựa trên các chỉ số khách quan, WNISR2024 mang lại góc nhìn thiết thực cho các quốc gia đang cân nhắc triển khai, hoặc mở rộng chương trình điện hạt nhân - trong đó có Việt Nam. (Tổng hợp, phân tích và khuyến cáo từ thực tiễn của chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam).

Ba nguyên tắc cốt lõi bảo đảm an toàn trong vận hành nhà máy điện hạt nhân Bài viết này sẽ phân tích một cách hệ thống các nguyên nhân trực tiếp và sâu xa dẫn đến sự cố tại Nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi (năm 2011), bao gồm: Điều kiện địa điểm và các mối nguy hại bên ngoài, khung pháp quy và cơ chế giám sát, thiết kế và vận hành nhà máy, các biện pháp quản lý sự cố, yếu tố con người và tổ chức. Qua đó, bài viết làm rõ câu hỏi: Vì sao ba nguyên tắc cốt lõi trong an toàn hạt nhân (kiểm soát độ phản ứng, duy trì làm mát nhiên liệu và ngăn chặn phát tán phóng xạ) đã không được bảo đảm tại Nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi? Mục tiêu là rút ra những bài học có giá trị không chỉ cho Nhật Bản, mà còn cho cộng đồng hạt nhân quốc tế, nhằm tăng cường khả năng phòng ngừa, giảm thiểu rủi ro và củng cố niềm tin của công chúng đối với điện hạt nhân trong tương lai.

Lò phản ứng hạt nhân thế hệ IV (Gen IV) - Phân tích xu thế toàn cầu, đề xuất cho Việt Nam Công nghệ lò phản ứng hạt nhân thế hệ IV (Gen IV) hứa hẹn giải quyết đồng thời ba yêu cầu then chốt của thế kỷ XXI là an toàn, bền vững và hiệu quả kinh tế. Đây là xu thế tất yếu trong định hướng phát triển năng lượng toàn cầu, không chỉ phục vụ phát điện, mà còn mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, y tế và bảo vệ môi trường... Từ nguồn tư liệu của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), Hiệp hội Hạt nhân Thế giới (WNA) và Diễn đàn Quốc tế Thế hệ IV (GIF), Hội đồng Khoa học Tạp chí Năng lượng Việt Nam sẽ phân tích các đặc điểm công nghệ Gen IV, vấn đề hợp tác quốc tế trong lộ trình phát triển điện hạt nhân bền vững, kèm theo một số đề xuất cho trường hợp của Việt Nam trong bài viết dưới đây. Rất mong nhận được sự chia sẻ của cơ quan quản lý nhà nước, chủ đầu tư, các chuyên gia và bạn đọc.

I. Mở đầu:

Trong tiếng Việt, “an ninh nhiên liệu hạt nhân” thường được hiểu theo hai nghĩa. Thứ nhất, đó là việc quản lý và kiểm soát chặt chẽ vật liệu hạt nhân trong toàn bộ chu trình, nhằm bảo đảm an toàn, ngăn ngừa tai nạn và ngăn chặn lạm dụng cho mục đích phi hòa bình. Thứ hai, an ninh nhiên liệu hạt nhân còn được hiểu là khả năng bảo đảm đầy đủ, liên tục, ổn định nguồn cung nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân trong ngắn hạn, trung hạn và dài hạn.

Trong bối cảnh chuyển dịch năng lượng toàn cầu hướng đến trung hòa carbon, điện hạt nhân ngày càng được coi là giải pháp quan trọng để vừa đáp ứng nhu cầu điện tăng cao, vừa giảm phát thải khí nhà kính. Nhiều quốc gia đã và đang quay lại với điện hạt nhân như một lựa chọn chiến lược. Với Việt Nam, nếu chỉ phát triển quy mô nhỏ (1-2 nhà máy), chúng ta có thể phụ thuộc vào hợp đồng trọn gói với các đối tác quốc tế. Nhưng nếu đặt mục tiêu điện hạt nhân chiếm khoảng 15-20% tổng sản lượng điện quốc gia, thì việc chủ động chính sách về urani và an ninh nhiên liệu hạt nhân là yêu cầu cấp thiết.

II. Khái niệm về chu trình nhiên liệu hạt nhân:

Luật Năng lượng Nguyên tử số 94/2025/QH15 giải thích: Chu trình nhiên liệu hạt nhân là các hoạt động liên quan đến việc tạo ra năng lượng hạt nhân, bao gồm: Khai thác, chế biến quặng urani hoặc thori; làm giàu urani; chế tạo nhiên liệu hạt nhân; sử dụng nhiên liệu trong lò phản ứng hạt nhân; tái chế nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng đến hoạt động xử lý, lưu giữ, chôn cất chất thải phóng xạ, nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng sinh ra từ việc tạo ra năng lượng hạt nhân và hoạt động nghiên cứu, phát triển có liên quan.

Có một cách giải thích đơn giản hơn, đó là: Chu trình nhiên liệu hạt nhân là chuỗi các quá trình công nghiệp biến đổi urani thành điện. Chu trình này bắt đầu bằng việc khai thác quặng urani và kết thúc bằng việc chôn cất chất thải hạt nhân. Chu trình nhiên liệu hạt nhân được chia thành giai đoạn đầu (front end) và giai đoạn cuối (back end). Giai đoạn đầu bao gồm các quá trình cần thiết để khai thác quặng, tách urani ra khỏi quặng, tinh chế và chế tạo nhiên liệu ở dạng có thể đưa vào sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân. Giai đoạn cuối bao gồm các quá trình liên quan đến nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Nếu nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng chỉ được xử lý như chất thải và chôn cất, thì chúng ta có chu trình nhiên liệu hạt nhân mở (open). Nếu giai đoạn cuối bao gồm cả việc tái chế để thu hồi urani và các vật liệu phân hạch khác để tái sử dụng, thì chúng ta có chu trình nhiên liệu hạt nhân kín (closed). Nói đầy đủ hơn, giai đoạn đầu của chu trình nhiên liệu hạt nhân bao gồm khai thác quặng, tinh chế, chuyển đổi, làm giàu và chế tạo nhiên liệu. Thông thường, nhiên liệu có 3 năm ở trong lò phản ứng. Sau đó, nhiên liệu đã qua sử dụng được lưu giữ tạm thời trước khi được tái chế, chuyển qua chu trình nhiên liệu mới, trở thành chất thải và được chôn cất - đây là giai đoạn cuối của chu trình nhiên liệu hạt nhân.

Các quá trình trong chu trình nhiên liệu hạt nhân được thực hiện bởi các công ty ở nhiều quốc gia trên thế giới. Một số công ty chỉ làm dịch vụ liên quan đến một quá trình; một số công ty có thể thực hiện dịch vụ liên quan đến một số quá trình trong chu trình nhiên liệu hạt nhân. Một số công ty thuộc sở hữu nhà nước, một số khác thuộc sở hữu tư nhân. Nền tảng của tất cả các dịch vụ riêng biệt này là ngành vận tải để đưa vật liệu đến nơi cần đến - và bao trùm tất cả là thị trường toàn cầu về nhiên liệu hạt nhân và dịch vụ chu trình nhiên liệu.

Urani trên thế giới là hữu hạn hay vô hạn?

Theo báo cáo của Hiệp hội Hạt nhân Thế giới (WNA) tháng 9/2025: Nhu cầu urani cho các lò phản ứng hạt nhân dự kiến ​​sẽ tăng gần 30% trong 5 năm tới do ngày càng nhiều chính phủ dựa vào năng lượng hạt nhân để đạt được mục tiêu không phát thải carbon. Do đó, cần có các mỏ urani mới và khởi động lại hoạt động khai thác urani trong những năm tới để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng.

Báo cáo cho biết: “Những lo ngại về an ninh năng lượng do các yếu tố địa chính trị đã thúc đẩy sự quan tâm đến năng lượng hạt nhân. Nhu cầu urani trong các lò phản ứng hạt nhân dự kiến ​​sẽ tăng 28% vào năm 2030 và tăng hơn gấp đôi vào năm 2040, lên hơn 150.000 tấn mỗi năm so với khoảng 67.000 tấn vào năm 2024. Nguồn cung từ các mỏ là đủ trong ngắn hạn, nhưng có thể thiếu hụt sau năm 2030.

Hiện tại, phải mất 10-20 năm để đạt được sản lượng sau khi phát hiện ra nguồn tài nguyên urani đầu tiên. Do đó, việc đẩy nhanh phát triển các dự án mới sẽ là cần thiết trong thập kỷ này để tránh những gián đoạn nguồn cung tiềm ẩn trong tương lai”.

Công suất hạt nhân toàn cầu vào cuối tháng 6 năm 2025 là 398 gigawatt điện (GWe) và 71 GWe khác đang được xây dựng. Báo cáo cho biết: Công suất hạt nhân dự kiến ​​sẽ tăng 13% vào năm 2030 và tăng vọt 87% lên 746 GWe vào năm 2040.

Một số quốc gia hiện đang xem xét lại các chính sách năng lượng dài hạn của mình và xem xét việc năng lượng hạt nhân như một phần của cơ cấu năng lượng. Các lò phản ứng mô-đun nhỏ, dễ xây dựng và rẻ hơn, cũng đang góp phần thúc đẩy mức tăng trưởng dự kiến.

Sản lượng urani toàn cầu đã phục hồi trong những năm gần đây, tăng 22% từ năm 2022 đến năm 2024 lên 60.213 tấn. Sản lượng dự kiến ​​sẽ tiếp tục tăng, và cùng với nguồn cung thứ cấp, sẽ đủ để cung cấp cho các lò phản ứng trong ngắn hạn”.

Tuy nhiên, trong thập kỷ sau năm 2030, sản lượng từ các mỏ hiện có dự kiến ​​sẽ giảm một nửa, do đó sẽ cần các mỏ mới cùng với việc khởi động lại các hoạt động đang tạm dừng.

III. Tìm hiểu sâu hơn về các quá trình trong chu trình nhiên liệu hạt nhân:

1. Khai thác urani:

Tùy thuộc vào loại khoáng hóa và điều kiện địa chất, urani có thể được khai thác bằng phương pháp khai thác lộ thiên, hoặc ngầm, hoặc bằng cách hòa tan và thu hồi qua các giếng. Phương pháp này được gọi là thu hồi tại chỗ - ISR - hay còn gọi là chiết xuất tại chỗ, và hiện là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất: Kazakhstan sản xuất nhiều urani hơn bất kỳ quốc gia nào khác, và tất cả đều bằng phương pháp tại chỗ.

Urani khai thác bằng phương pháp thông thường được thu hồi tại một nhà máy - nơi quặng được nghiền, xay và sau đó được xử lý bằng axit sulfuric (hoặc dung dịch kiềm mạnh, tùy thuộc vào loại quặng) để hòa tan các urani oxit - một quá trình được gọi là chiết xuất.

Cho dù urani được chiết xuất tại chỗ, hay trong nhà máy, giai đoạn tiếp theo của quá trình đều giống nhau cho cả hai phương pháp: Urani được tách ra bằng trao đổi ion.

Trao đổi ion là một phương pháp tách các ion urani hòa tan khỏi dung dịch bằng cách sử dụng nhựa, hoặc polyme được lựa chọn đặc biệt. Các ion urani liên kết thuận nghịch với nhựa, trong khi các tạp chất được rửa trôi. Sau đó, urani được tách ra khỏi nhựa và chuyển sang một dung dịch khác, từ đó nó được kết tủa, sấy khô và đóng gói - thường là bột urani oxit cô đặc (U3O8), hay được gọi là “bánh vàng”.

Có hơn 10 quốc gia sản xuất urani, mặc dù khoảng hai phần ba sản lượng thế giới đến từ các mỏ ở ba quốc gia: Kazakhstan, Canada và Úc. Namibia, Niger và Uzbekistan cũng là những nhà sản xuất đáng kể.

Giai đoạn tiếp theo của quy trình là chuyển đổi - một quá trình hóa học để tinh chế U3O8 thành urani dioxide (UO2), sau đó có thể được chuyển đổi thành khí urani hexafluoride (UF6). Đây là nguyên liệu thô cho giai đoạn tiếp theo của chu trình “làm giàu”.

Urani chưa làm giàu (urani tự nhiên) chứa khoảng 0,7% đồng vị urani-235 (U-235) phân hạch. Phần còn lại là đồng vị urani-238 không phân hạch. Hầu hết các lò phản ứng hạt nhân cần nhiên liệu chứa từ 3,5% đến 5% U-235. Nhiên liệu này còn được gọi là urani làm giàu thấp, hay LEU. Các thiết kế lò phản ứng tiên tiến hiện đang được phát triển, cũng như nhiều lò phản ứng mô-đun nhỏ yêu cầu mức làm giàu cao hơn. Vật liệu này, chứa từ 5% đến 20% U-235 - được gọi là urani làm giàu thấp trung bình, hay HALEU. Một số lò phản ứng, như lò Candu do Canada thiết kế, sử dụng urani tự nhiên làm nhiên liệu và không yêu cầu dịch vụ làm giàu. (Nhưng chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về điều này sau). Làm giàu làm tăng nồng độ đồng vị phân hạch bằng cách cho UF6 dạng khí đi qua máy ly tâm khí, trong đó một rotor quay nhanh bên trong vỏ chân không tận dụng sự chênh lệch khối lượng rất nhỏ giữa các đồng vị phân hạch và không phân hạch để tách chúng. Khi rotor quay, nồng độ các phân tử chứa các đồng vị nặng hơn, không phân hạch, gần thành ngoài của xi lanh tăng lên, tương ứng với sự gia tăng nồng độ các phân tử chứa đồng vị U-235 nhẹ hơn về phía trung tâm.

Urani làm giàu sau đó được chuyển đổi từ florua sang oxit dạng bột, để chế tạo thành các bó nhiên liệu hạt nhân.

Đó là giai đoạn đầu của chu trình nhiên liệu. Tiếp theo là giai đoạn cuối: Quản lý nhiên liệu đã qua sử dụng sau khi lấy ra khỏi lò phản ứng hạt nhân. Nhiên liệu này có thể được tái chế để thu hồi các vật liệu phân hạch (fissile) và vật liệu có khả năng sinh sôi (fertile) nhằm cung cấp nhiên liệu mới cho các nhà máy điện hạt nhân hiện tại và tương lai.

Đó là một cái nhìn khái quát về các quy trình tạo nên giai đoạn đầu của chu trình nhiên liệu, là cách thức đưa urani từ lòng đất vào lò phản ứng.

2. Thị trường urani:

Điều rất quan trọng tiếp theo cần quan tâm: Làm thế nào để điều đó hoạt động trên quy mô toàn cầu, khi phần lớn urani trên thế giới được sản xuất ở những quốc gia có thể chưa sử dụng năng lượng hạt nhân? Thị trường nhiên liệu hạt nhân vận hành như thế nào?

Các bên tham gia thị trường nhiên liệu hạt nhân bao gồm các nhà sản xuất và nhà cung cấp (các nhà khai thác urani, nhà chuyển đổi, nhà làm giàu và nhà chế tạo nhiên liệu); nhà tiêu thụ nhiên liệu hạt nhân (các công ty điện hạt nhân, cả công và tư nhân) và nhiều bên tham gia khác như đại lý, thương nhân, nhà đầu tư, trung gian và chính phủ.

Ngoài urani, còn có thị trường cho các dịch vụ cần thiết để biến nó thành các bó nhiên liệu sẵn sàng để nạp vào lò phản ứng. Và tính chất quốc tế của chu trình nhiên liệu hạt nhân có nghĩa là urani khai thác ở Úc (chẳng hạn), có thể được chuyển đổi ở Canada, làm giàu ở Anh và chế tạo ở Thụy Điển, cho một lò phản ứng ở Nam Phi. Trên thực tế, vật liệu hạt nhân thường được trao đổi để tránh nhu cầu vận chuyển vật liệu từ nơi này sang nơi khác khi chúng trải qua các giai đoạn xử lý khác nhau trong chu trình nhiên liệu hạt nhân.

Urani được giao dịch theo hai cách: Thị trường giao ngay - nơi giá được báo cáo hàng ngày, và các hợp đồng trung và dài hạn (đôi khi được gọi là thị trường kỳ hạn). Với các thị trường này, các nhà đầu tư tài chính cũng tham gia; họ mua cổ phiếu (physical stocks) urani. Tuy nhiên, hầu hết giao dịch urani được thực hiện thông qua các hợp đồng từ 3-15 năm với các nhà sản xuất bán trực tiếp cho các công ty điện lực với mức giá cao hơn thị trường giao ngay - mặc dù giá được quy định trong hợp đồng kỳ hạn thường gắn liền với giá giao ngay tại thời điểm giao hàng. Giống như tất cả các thị trường hàng hóa khoáng sản khác, thị trường urani có xu hướng mang tính chu kỳ, với giá tăng, hay giảm tùy thuộc vào nhu cầu và nhận thức về sự khan hiếm.

Thị trường giao ngay của urani là một thị trường vật chất (physical market), với các nhà giao dịch, nhà môi giới, nhà sản xuất và các giao dịch được thực hiện song phương. Không giống như nhiều mặt hàng khác (vàng, hoặc dầu), urani không có sàn giao dịch chính thức nào. Các chỉ số giá urani thường là có tính dài hạn, được phát triển và công bố bởi một số ít tổ chức kinh doanh tư nhân.

Tương tự như vậy, các dịch vụ chuyển đổi và làm giàu được mua bán theo cả hợp đồng giao ngay và hợp đồng kỳ hạn, nhưng dịch vụ chế tạo các thanh và bó nhiên liệu lại không được mua bán theo cách đó. Các thanh và bó nhiên liệu được thiết kế riêng cho các loại lò phản ứng cụ thể, được sản xuất theo các tiêu chuẩn và yêu cầu quy định khắt khe. Theo báo cáo chu trình nhiên liệu của Hiệp hội Hạt nhân Thế giới (WNA): Nhiên liệu hạt nhân (ở dạng có thể đưa vào sử dụng trong lò phản ứng) không phải là một mặt hàng có thể hoán đổi, mà là một sản phẩm công nghệ cao đi kèm với sự hỗ trợ của chuyên gia.

IV. Những nút thắt và thách thức:

Urani được khai thác và nghiền tại nhiều địa điểm trên khắp thế giới, nhưng các giai đoạn tiếp theo của chu trình nhiên liệu được thực hiện tại một số ít cơ sở chuyên dụng.

Bất kỳ ai không quen thuộc với lĩnh vực này có thể tự hỏi tại sao tất cả các giai đoạn khai thác, làm giàu, chuyển đổi và chế tạo khác nhau lại không được thực hiện tại cùng một địa điểm. Nói một cách đơn giản, các dịch vụ chuyển đổi và làm giàu có xu hướng được tập trung hóa do tính chất chuyên biệt và quy mô lớn của các nhà máy, và cũng do cơ chế quốc tế nhằm ngăn chặn nguy cơ phổ biến vũ khí hạt nhân. Các nhà máy chuyển đổi thương mại được đặt tại Canada, Trung Quốc, Pháp, Nga và Mỹ.

Làm giàu urani là một hoạt động nhạy cảm về mặt chiến lược (xét từ quan điểm không phổ biến vũ khí hạt nhân), do đó, có các biện pháp kiểm soát quốc tế nghiêm ngặt nhằm đảm bảo các nhà máy làm giàu dân sự không được sử dụng để sản xuất urani ở mức độ làm giàu cao hơn nhiều (90% U-235 trở lên) có thể được sử dụng trong vũ khí hạt nhân. Làm giàu cũng đòi hỏi rất nhiều vốn. Vì những lý do này, có tương đối ít nhà cung cấp dịch vụ làm giàu thương mại và họ vận hành một số hạn chế các cơ sở trên toàn thế giới.

Hiện tại, có ba nhà sản xuất làm giàu lớn: Orano, Rosatom và Urenco vận hành các nhà máy làm giàu thương mại lớn tại Pháp, Đức, Hà Lan, Anh, Mỹ và Nga. Ngoài ra, CNNC là một nhà cung cấp nội địa lớn tại Trung Quốc.

Vì vậy, việc thiếu hụt công suất, đặc biệt là trong lĩnh vực chuyển đổi, làm giàu có thể dẫn đến tình trạng tắc nghẽn và thách thức đối với chuỗi cung ứng nhiên liệu hạt nhân. Tương tự, sự gián đoạn các tuyến đường vận chuyển và các vấn đề địa chính trị cũng có thể ảnh hưởng đến việc cung cấp vật liệu hạt nhân. Ví dụ, năng lực làm giàu hiện tại của Mỹ không đủ để đáp ứng tất cả các yêu cầu của các nhà máy điện hạt nhân trong nước, và quốc gia này phải phụ thuộc vào các dịch vụ làm giàu ở nước ngoài. Tuy nhiên, quan hệ thăng trầm Mỹ - Nga có ảnh hưởng rất nhiều đến xuất - nhập khẩu vật liệu hạt nhân giữa hai nước.

Việc chế tạo LEU thành nhiên liệu lò phản ứng là bước cuối cùng trong quá trình biến urani thành thanh nhiên liệu hạt nhân. Các thanh nhiên liệu được đóng kết hợp thành các bó được thiết kế riêng cho các loại lò phản ứng cụ thể và được sản xuất theo các tiêu chuẩn khắt khe bởi các công ty chuyên dụng. Hầu hết các nhà chế tạo nhiên liệu chính cũng là các nhà cung cấp lò phản ứng (hoặc thuộc sở hữu của họ), và họ thường cung cấp lõi lò ban đầu và nạp lại sớm cho các lò phản ứng được xây dựng theo thiết kế riêng của họ.

Sẽ có những bài viết đề cập đến phần cuối - tức là những gì xảy ra với nhiên liệu sau khi nó nằm trong lõi lò phản ứng khoảng 3 năm để tạo ra điện, và cách nhiên liệu đã qua sử dụng có thể được tái chế để tiếp tục cung cấp năng lượng trong nhiều năm tới.

V. Các yếu tố cần đầu tư vào chu trình nhiên liệu hạt nhân:

1. Khai thác và chế biến urani:

Việt Nam đã có các nghiên cứu, thăm dò, đánh giá tài nguyên urani trong nước từ những năm 1980, để có cơ sở hoạch định chiến lược dài hạn. Nghiên cứu gần nhất được công bố trên Tạp chí khoa học của VNU: Earth and Environmental Sciences, Vol. 40, No. 2 (Nguyễn Phương et al., 2024). Nghiên cứu cho biết: Quặng urani tại khu vực Pà Lừa - Pà Rồng (trũng Nông Sơn, Quảng Nam) có hàm lượng trung bình từ 0,032% đến 0,054% U3O8, tuy phân bố không ổn định, nhưng cho thấy triển vọng nhất định. Điều này cho thấy cần tiếp tục mở rộng khảo sát ở các khu vực khác trong trũng Nông Sơn và những vùng có tiềm năng urani khác trên lãnh thổ Việt Nam.

Song song với thăm dò trong nước, cần xây dựng cơ chế hợp tác quốc tế trong khai thác và nhập khẩu urani, nhằm đa dạng hóa nguồn cung để đảm bảo an ninh năng lượng hạt nhân lâu dài. Ngoài ra, cần từng bước đầu tư vào công nghệ chế biến quặng urani, tạo nền tảng cho việc sản xuất nhiên liệu hạt nhân trong nước, giảm phụ thuộc vào thị trường quốc tế.

2. Chuyển hóa - làm giàu - chế tạo nhiên liệu:

Do tính chất nhạy cảm và yêu cầu công nghệ cao, Việt Nam khó có thể tự chủ hoàn toàn trong giai đoạn đầu. Tuy nhiên, việc tham gia góp vốn, liên doanh, hoặc ký hợp đồng dài hạn với các đối tác quốc tế có uy tín sẽ giúp bảo đảm an ninh nhiên liệu. Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, nhiều quốc gia mới phát triển điện hạt nhân thường lựa chọn con đường này.

Ví dụ, Hàn Quốc, Nhật Bản đã ký các hợp đồng dài hạn với các tập đoàn cung cấp urani và dịch vụ làm giàu của Canada, Úc, Pháp, đồng thời tham gia góp vốn trong các công ty khai thác mỏ quốc tế để đảm bảo nguồn cung ổn định.

Các quốc gia ở Đông Âu như Hungary, Slovakia hay Cộng hòa Czech cũng duy trì hợp tác chiến lược lâu dài với Rosatom (Nga) và các đối tác châu Âu để được cung cấp dịch vụ làm giàu và chế tạo thanh nhiên liệu.

Trong bối cảnh hiện nay, nhiều nước còn lựa chọn mô hình tham gia Tập đoàn đa quốc gia (consortium), hoặc ký hợp đồng cung cấp trọn gói (fuel leasing), qua đó vừa giảm chi phí đầu tư ban đầu, vừa đảm bảo tính bền vững của nguồn nhiên liệu.

Việt Nam có thể tham khảo các mô hình này để xây dựng chiến lược hợp tác quốc tế, đồng thời đàm phán các thỏa thuận dài hạn nhằm bảo đảm an ninh nhiên liệu hạt nhân, đặc biệt trong giai đoạn khởi đầu chương trình.

3. Quản lý vòng đời nhiên liệu và tái chế:

Việc đầu tư nghiên cứu công nghệ tái chế, tái xử lý nhiên liệu đã qua sử dụng để thu hồi urani và plutoni là nhằm giảm chi phí xử lý chất thải và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên. Kinh nghiệm quốc tế cho thấy:

Pháp: Là quốc gia tiên phong với cơ sở La Hague, áp dụng công nghệ PUREX (Plutonium Urani Redox Extraction) để tách urani và plutoni, tái sử dụng trong chế tạo nhiên liệu MOX (Mixed Oxide Fuel - nhiên liệu oxít hỗn hợp). Cách tiếp cận này vừa tiết kiệm tài nguyên vừa giảm khối lượng chất thải phóng xạ.

Nhật Bản: Đầu tư vào tổ hợp tái chế Rokkasho, nhằm xây dựng chu trình nhiên liệu kín, hướng tới giảm nhập khẩu urani tự nhiên và nâng cao tính tự chủ năng lượng.

Nga: Triển khai công nghệ REMIX (kết hợp giữa plutoni tái chế và urani nghèo, là biến thể của MOX) trong các lò phản ứng nhanh BN-800, tận dụng tối đa tài nguyên và hạn chế chất thải dài hạn.

Châu Âu: Một số quốc gia EU đang nghiên cứu công nghệ tái chế tiên tiến (Advanced recycling technologies) như xử lý nhiệt hóa (pyroprocessing), giúp tăng độ an toàn, hiệu quả và giảm nguy cơ phổ biến vũ khí hạt nhân.

Đối với Việt Nam: Việc học hỏi và hợp tác quốc tế trong lĩnh vực xử lý nhiên liệu đã qua sử dụng là cần thiết. Trước mắt, cần tiếp cận công nghệ, xây dựng năng lực nghiên cứu - triển khai (R&D) trong nước, và lâu dài tiến tới tự chủ một phần trong quản lý vòng đời nhiên liệu hạt nhân.

4. Cơ sở hạ tầng và logistics:

Để bảo đảm an ninh nhiên liệu hạt nhân, ngoài nguồn cung urani và công nghệ chế biến, một yếu tố then chốt là hệ thống cơ sở hạ tầng và logistics phục vụ toàn bộ chu trình nhiên liệu. Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, các quốc gia có chương trình hạt nhân phát triển đều đặc biệt chú trọng đến ba cấu phần: Lưu trữ an toàn, vận chuyển chuyên dụng và khung pháp quy minh bạch.

Lưu trữ an toàn: Các nước như Pháp, Nhật Bản và Mỹ đều thiết lập kho lưu trữ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng với tiêu chuẩn an toàn bức xạ cao, kết hợp giải pháp lưu trữ khô (dry cask storage) và lưu trữ trong bể nước sâu. Hệ thống lưu trữ này vừa đảm bảo an toàn dài hạn, vừa tạo điều kiện cho việc tái chế trong tương lai. IAEA khuyến cáo mỗi quốc gia cần xây dựng cơ sở hạ tầng lưu trữ tạm thời và dài hạn gắn với chiến lược quản lý nhiên liệu.

Vận chuyển chuyên dụng: Nhiên liệu hạt nhân được coi là vật liệu nhạy cảm, do đó các nước như Nga, Canada và Đức đều có đội tàu, phương tiện chuyên dụng đáp ứng chuẩn mực IAEA về an ninh vận tải. Ví dụ, Nga duy trì các đoàn tàu bọc thép chuyên chở nhiên liệu và chất thải hạt nhân, trong khi Nhật Bản phát triển hệ thống container đặc biệt chống va đập và rò rỉ. Việt Nam cần từng bước xây dựng năng lực vận tải an toàn. Trước mắt, thông qua hợp đồng thuê dịch vụ từ các đối tác quốc tế, lâu dài hướng đến tự chủ.

Khung pháp quy và giám sát: Liên minh châu Âu (EU) áp dụng cơ chế giám sát xuyên biên giới với Euratom để bảo đảm vận chuyển, lưu trữ và tái chế nhiên liệu diễn ra minh bạch, tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế. Tại Hàn Quốc, cơ quan pháp quy hạt nhân (NSSC) quản lý chặt chẽ việc cấp phép vận chuyển và lưu trữ, phối hợp với lực lượng an ninh trong giám sát toàn tuyến. Đây là những kinh nghiệm Việt Nam có thể tham khảo trong việc xây dựng hệ thống pháp quy thống nhất, tránh chồng chéo và bảo đảm hài hòa giữa an ninh, an toàn và phát triển.

Từ kinh nghiệm quốc tế, Việt Nam cần ưu tiên xây dựng hệ thống lưu trữ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, thiết lập hành lang pháp lý cho vận chuyển chuyên dụng và từng bước phát triển hạ tầng logistics phù hợp với lộ trình phát triển điện hạt nhân. Đây là nền tảng quan trọng để chu trình nhiên liệu hạt nhân của Việt Nam vận hành an toàn, minh bạch và hiệu quả.

VI. Vấn đề địa chính trị và an ninh nguồn cung:

1. Ảnh hưởng của địa chính trị toàn cầu:

An ninh nguồn cung nhiên liệu hạt nhân chịu tác động mạnh mẽ từ bối cảnh địa chính trị toàn cầu. Các biến động chính trị - kinh tế, xung đột khu vực, hay các lệnh trừng phạt quốc tế đều có thể làm gián đoạn chuỗi cung ứng urani, dịch vụ làm giàu và chế tạo nhiên liệu. Ví dụ, cuộc khủng hoảng Nga - Ukraine cùng các biện pháp trừng phạt lẫn nhau đã ảnh hưởng trực tiếp đến việc cung cấp dịch vụ làm giàu và chế tạo nhiên liệu vốn phụ thuộc đáng kể vào Nga. Tương tự, căng thẳng Mỹ - Trung cũng làm gia tăng tính bất ổn của các hợp đồng dài hạn. Bởi Trung Quốc ngày càng đóng vai trò lớn trong sản xuất và tiêu thụ urani. Những biến động này cho thấy, phụ thuộc vào một số ít quốc gia cung cấp có thể tạo ra rủi ro chiến lược cho an ninh năng lượng hạt nhân.

Điều này đặt ra yêu cầu Việt Nam phải có chính sách dự trữ và đa dạng hóa nguồn nhập khẩu.

2. Xu hướng đa dạng hóa và tự chủ:

Nhiều quốc gia hiện nay đang đẩy mạnh liên kết khu vực, xây dựng các trung tâm dịch vụ nhiên liệu chung, đồng thời khuyến khích phát triển năng lực nội địa để giảm phụ thuộc vào một vài nhà cung cấp lớn như Nga, Pháp, hay Trung Quốc.

Để giảm thiểu tác động từ yếu tố địa chính trị, nhiều quốc gia đẩy mạnh đa dạng hóa nguồn cung và xây dựng năng lực tự chủ từng bước. Nhật Bản sau sự cố Fukushima đã không chỉ nhập khẩu từ Canada, Úc, mà còn tham gia góp vốn vào các mỏ tại Kazakhstan để đảm bảo nguồn cung lâu dài. Hàn Quốc ký kết hợp đồng với nhiều đối tác quốc tế và đầu tư mạnh vào năng lực chế tạo nhiên liệu nội địa. Liên minh châu Âu (EU) khuyến khích phát triển năng lực nội khối, thúc đẩy hợp tác vùng để giảm phụ thuộc vào nguồn ngoài. Tại khu vực Trung Đông, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE) ký các hợp đồng cung cấp nhiên liệu hạt nhân trọn gói với Mỹ, Pháp và Hàn Quốc, qua đó vừa bảo đảm nguồn cung nhiên liệu, vừa giảm gánh nặng quản lý chất thải.

3. Bài học quốc tế:

Trường hợp Liên minh châu Âu (EU) hỗ trợ vốn cho Tập đoàn Orano mở rộng công suất làm giàu urani là minh chứng cho xu hướng gia tăng năng lực nội khối nhằm giảm rủi ro địa chính trị. Đây cũng là kinh nghiệm tham khảo cho Việt Nam khi tham gia các sáng kiến hợp tác khu vực châu Á - Thái Bình Dương.

Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, an ninh nguồn cung nhiên liệu hạt nhân phải gắn chặt với chính sách ngoại giao và chiến lược an ninh quốc gia. EU đã thành lập Cơ quan Cung ứng Euratom (ESA) để tập trung quản lý, giám sát các hợp đồng nhập khẩu urani và dịch vụ chu trình nhiên liệu, giúp các nước thành viên tránh bị tổn thương khi xảy ra khủng hoảng. Ở Đông Âu, Hungary và Slovakia vẫn duy trì hợp đồng dài hạn với Nga, nhưng đồng thời mở rộng hợp tác với các nhà cung cấp phương Tây để giảm thiểu rủi ro. Ở châu Á, Hàn Quốc và Nhật Bản đều gắn chiến lược nhiên liệu hạt nhân với chính sách ngoại giao năng lượng, coi đây là trụ cột quan trọng trong an ninh quốc gia.

Từ các kinh nghiệm trên, Việt Nam cần sớm xây dựng chính sách tổng thể bảo đảm an ninh nguồn cung theo ba hướng: (i) đa dạng hóa nguồn nhập khẩu thông qua hợp đồng dài hạn và hợp tác góp vốn ở nước ngoài; (ii) từng bước phát triển năng lực tự chủ chế tạo và quản lý nhiên liệu; (iii) lồng ghép chiến lược nhiên liệu hạt nhân với chính sách ngoại giao và an ninh quốc gia. Đây sẽ là nền tảng quan trọng để bảo đảm chu trình nhiên liệu hạt nhân của Việt Nam vận hành ổn định, lâu dài và an toàn trước các biến động địa chính trị toàn cầu.

VII. Tính cấp thiết và cơ hội đầu tư:

1. Tính cấp thiết:

Trong bối cảnh nhu cầu điện năng quốc gia dự báo tăng trưởng nhanh, việc phát triển năng lượng hạt nhân nổi lên như một yêu cầu tất yếu nhằm bảo đảm an ninh năng lượng dài hạn, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch vốn gây áp lực lớn về nhập khẩu và phát thải khí nhà kính. Cam kết của Việt Nam về đạt mức phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050 càng đặt ra yêu cầu cấp thiết phải xây dựng cơ cấu nguồn điện sạch và ổn định, trong đó điện hạt nhân đóng vai trò trụ cột. Bên cạnh đó, theo các dự báo quốc tế, nguồn cung urani trên thị trường có nguy cơ thiếu hụt sau năm 2030 do nhu cầu tăng nhanh và hạn chế trong khai thác mới, càng khẳng định tính cấp bách của việc sớm chuẩn bị chiến lược đầu tư vào chu trình nhiên liệu hạt nhân. Nếu chậm trễ, Việt Nam sẽ phải đối mặt với nguy cơ bị động về nguồn cung và chi phí đầu vào tăng cao.

2. Cơ hội đầu tư:

Thị trường urani và dịch vụ chu trình nhiên liệu đang mở ra nhiều cơ hội hợp tác đa dạng. Trên thế giới, các tập đoàn năng lượng lớn đang tập trung nghiên cứu và triển khai công nghệ lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) với ưu điểm về an toàn, linh hoạt và phù hợp với quy mô lưới điện của nhiều quốc gia đang phát triển. Bên cạnh đó, công nghệ tái chế nhiên liệu đã qua sử dụng nhằm thu hồi urani và plutoni đang được Pháp, Nga, Nhật Bản thúc đẩy mạnh mẽ, mở ra triển vọng giảm áp lực xử lý chất thải và tối ưu hóa nguồn tài nguyên. Việt Nam có thể tham gia vào những lĩnh vực này thông qua hợp tác nghiên cứu, đào tạo nhân lực và từng bước góp vốn, liên doanh quốc tế.

Ngoài ra, các dự án xây dựng hạ tầng lưu trữ và vận chuyển nhiên liệu hạt nhân an toàn, phù hợp tiêu chuẩn IAEA, cũng là một lĩnh vực tiềm năng mà Việt Nam cần chú trọng đầu tư để tạo nền tảng cho sự phát triển bền vững của ngành điện hạt nhân.

3. Đóng góp vào mục tiêu phát triển bền vững:

Đầu tư vào chu trình nhiên liệu hạt nhân không chỉ mang lại lợi ích kinh tế, mà còn góp phần quan trọng vào việc thực hiện các mục tiêu phát triển bền vững.

Thứ nhất: Giúp bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và hạn chế rủi ro từ biến động giá dầu, khí toàn cầu.

Thứ hai: Điện hạt nhân gần như không phát thải CO₂ trong quá trình vận hành, góp phần trực tiếp vào việc giảm phát thải khí nhà kính, phù hợp với lộ trình trung hòa carbon.

Thứ ba: Việc chủ động tham gia vào các dự án hợp tác quốc tế về nhiên liệu hạt nhân sẽ nâng cao vị thế khoa học - công nghệ và ngoại giao năng lượng của Việt Nam, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp phụ trợ, tạo việc làm và nâng cao chất lượng nguồn nhân lực trong nước.

Có thể thấy: Với tính cấp thiết ngày càng rõ rệt và những cơ hội hợp tác quốc tế rộng mở, Việt Nam cần sớm xác định chiến lược đầu tư toàn diện vào chu trình nhiên liệu hạt nhân. Đây là bước đi then chốt để vừa đáp ứng nhu cầu năng lượng quốc gia, vừa hiện thực hóa mục tiêu phát triển bền vững và nâng cao vị thế trên trường quốc tế.

VIII. Kết luận và kiến nghị:

Điện hạt nhân là một lựa chọn chiến lược giúp Việt Nam bảo đảm an ninh năng lượng, giảm phát thải và nâng cao vị thế quốc tế trong tiến trình chuyển dịch xanh. Tuy nhiên, thành công của chương trình điện hạt nhân không chỉ phụ thuộc vào xây dựng nhà máy, mà còn gắn chặt với việc bảo đảm an ninh nhiên liệu - từ khâu khai thác urani, chuyển đổi, làm giàu, chế tạo, đến quản lý nhiên liệu đã qua sử dụng.

Qua phân tích, có thể rút ra một số kết luận và kiến nghị chính:

1. An ninh nhiên liệu là điều kiện tiên quyết: Việt Nam cần coi chiến lược nhiên liệu hạt nhân là một cấu phần quan trọng trong tổng thể chiến lược phát triển điện hạt nhân, gắn với chính sách an ninh năng lượng và ngoại giao năng lượng quốc gia.

2. Đa dạng hóa nguồn cung và hợp tác quốc tế: Không phụ thuộc vào một thị trường, hay một đối tác duy nhất. Việt Nam nên mở rộng hợp tác với nhiều nước và doanh nghiệp quốc tế trong khai thác, chế biến, tái chế và cung ứng nhiên liệu.

3. Phát triển năng lực trong nước: Đẩy mạnh nghiên cứu, khảo sát quặng urani nội địa, kết hợp đào tạo nhân lực, xây dựng hạ tầng lưu trữ - vận chuyển và hệ thống pháp quy phù hợp chuẩn quốc tế. Đây là nền tảng để tiến tới tự chủ một phần trong chu trình nhiên liệu.

4. Học hỏi kinh nghiệm quốc tế: Tiếp cận các mô hình quản lý vòng đời nhiên liệu và tái chế tiên tiến, như công nghệ MOX, REMIX, xử lý nhiệt hóa, để chuẩn bị cho giai đoạn phát triển dài hạn và giảm áp lực chất thải.

5. Kết hợp chính sách và truyền thông xã hội: Cần minh bạch thông tin và tham vấn chuyên gia, cộng đồng, nhằm xây dựng niềm tin xã hội đối với chu trình nhiên liệu hạt nhân nói riêng và điện hạt nhân nói chung.

Tóm lại: Việc xây dựng chính sách toàn diện về an ninh nhiên liệu hạt nhân sẽ quyết định khả năng thành công của chương trình điện hạt nhân ở Việt Nam. Đây là bước đi không chỉ mang ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật, mà còn khẳng định tầm nhìn chiến lược về phát triển bền vững và hội nhập quốc tế./.

HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM