Vì sao điện hạt nhân trên toàn cầu hồi sinh?

Điện hạt nhân đạt công suất cao nhất trong lịch sử

Các nhà máy điện hạt nhân mới đang trong kế hoạch - qui hoạch

Hiện tại, trên thế giới có trên 50 nhà máy điện hạt nhân đang trong giai đoạn xây dựng và 150 dự án đang trong kế hoạch - qui hoạch. Theo dự kiến, trong năm nay sẽ có 14 nhà máy mới đi vào hoạt động, trong đó có một số nhà máy chủ đạo phát điện mới với tổ lò tiên tiến, như là AP1000 của Westinghouse và EPR của Framatome, cả hai đều ở Trung Quốc.

Trung Đông

Lò phản ứng đầu tiên trong 4 lò APR1400 ở các Tiểu vương quốc Ả Rập, do công ty Kepco của Hàn Quốc xây dựng, cũng sắp hoàn thành đúng tiến độ và thu xếp đủ tài chính. Điều này cho thấy rõ ràng là không có cái gì có thể cản trở công nghệ hạt nhân được xây dựng một cách hiệu quả và đảm bảo tiến độ thời gian.

Công suất phát điện hạt nhân ở Trung Đông có thể tăng từ 3,6 GWe năm nay lên 14,1 GWe vào năm 2028, bởi xây dựng mới đang bắt đầu, với những hợp đồng xây dựng mới giữa các nước Trung Đông và các công ty bán thiết bị hạt nhân. Trong khi đó sản xuất điện từ nhiên liệu hóa thạch ở Trung Đông hiện nay chiếm tới 97 %, trong đó điện khí chiếm 66 % và điện dầu chiếm 31 %, nhưng điện hạt nhân, thủy điện và tái tạo chỉ có 3 %. UAE sẽ dẫn đầu tăng trưởng ngắn hạn này với việc xây dựng 5,4 GWe công suất điện hạt nhân vào năm 2020.

Theo EIA ở Trung Đông có 5 nước chủ yếu phát triển điện hạt nhân:

1/ Iran đang xây dựng một nhà máy Bushehr-II với 2 tổ lò và công suất thiết kế là 1,8 GWe, hoàn thành vào khoảng năm 2026. Nhà máy Bushehr-I đã đi vào sản xuất trong 2011, là nhà máy điện hạt nhân đầu tiên ở Trung Đông. Nhà máy này có một lò phản ứng 1.000 MWe, sản xuất khoảng 5,9 GWh công suất điện mỗi năm.

2/ UAE đang xây dựng nhà máy Barakah với 4 tổ lò, sẽ hoàn thành vào cuối năm 2020. Tổ lò 1 Barakah 1300 MWe được xây dựng từ năm 2012 đã hoàn thành trong năm 2017, theo dự kiến vào giữa năm nay sẽ bắt đầu phát điện.

3/ Thổ Nhĩ Kỳ bắt đầu xây dựng nhà máy điện hạt nhân Akkuyu hồi cuối năm ngoái. Đây là nhà máy gồm 4 tổ lò được thiết kế để bổ sung 4.800 MWe công suất điện hạt nhân vào tổng công suất điện của nước này. Tổ lò đầu tiên sẽ được hoàn thành vào năm 2025.

4/ Saudi Arabia có kế hoạch xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên và cấp phép xây dựng nhà máy này với công suất 2.800 GWe vào cuối năm nay. Xây dựng bắt đầu khoảng năm 2021 ở Umm Huwayd, hoặc Khor Duweihin.

5/ Jordan đã lên kế hoạch xây dựng một nhà máy điện hạt nhân với 2 tổ lò 2.000 MWe, sử dụng công nghệ Rosatom của Nga. Xây dựng bắt đầu trong năm tới và hoàn thành vào năm 2024.

Trung Quốc

Theo kế hoạch, Trung Quốc sẽ đưa 5 tổ lò mới vào vận hành và bắt đầu xây dựng 6 đến 8 tổ lò trong 2018. Và quốc gia này sẽ có 58 GWe công suất phát điện hạt nhân vào năm 2020. Ngoài ra, dự kiến đến năm 2020, Trung Quốc sẽ xây dựng thêm các nhà máy mới có công suất 30 GWe.

Các công ty hạt nhân lớn đang tái cơ cấu

Nhiều công ty trong lĩnh vực hạt nhân trên thế giới đã tái cơ cấu để vượt ra khỏi tình trạng khó khăn hiện nay nhằm bắt kịp thị trường toàn cầu.

Tại Pháp, Công ty Areva đã tái cơ cấu thành 2 công ty mới: Framatome và Orano. Công ty vận hành nhà máy điện hạt nhân lớn nhất thế giới EDF của Pháp nắm quyền sở hữu Framatome, Framatome tập trung vào các lò phản ứng, sản xuất nhiên liệu và làm dịch vụ hạt nhân. Cùng với đầu tư từ các đối tác quốc tế và Chính phủ Pháp, Orano đang ở vị thế mạnh hơn để tập trung vào khai thác uranium, làm giàu, tái chế và tháo dỡ thiết bị hạt nhân.

Tại Canada, Công ty Brookfield Asset Partners đã đồng ý mua Westinghouse. Như vậy, Westinghouse sẽ giúp Brookfield hoàn tất vài thương vụ quốc tế mà Brookfield đang theo đuổi.

Trong khi đó, Công ty hạt nhân quốc gia Trung Quốc (CNNC), công ty sở hữu lò phản ứng lớn thứ hai của Trung Quốc, sát nhập với Công ty thiết bị hạt nhân Trung Quốc (CNEC) để tạo ra một công ty điện lực khác có tới 100.000 nhân lực đang tập trung vào thị trường xuất khẩu.

Với việc tái cơ cấu của các công ty này, chúng ta có thể đoán được sẽ có vài hợp đồng lớn về năng lượng hạt nhân trong năm nay và các năm tiếp theo.

Vai trò của năng lượng hạt nhân trong biến đổi khí hậu không thể bỏ qua

Một thực tế nguy hiểm là mối đe dọa ngày càng tăng từ thay đổi khí hậu, thay đổi khí hậu này đang thúc đẩy các nước đầu tư vào các dự án hạt nhân mới, hoặc ít ra cũng giữ cho được các nhà máy điện hạt nhân đang có tiếp tục hoạt động. Năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng lớn nhất không có phát thải ở Mỹ, EU. Hàn Quốc, Nhật Bản và các nước khác.

Do cơ cấu nguồn điện hạt nhân cao, nên phát thải tính theo đầu người ở Pháp thấp hơn ở nước Đức. Trong khi điện hạt nhân chiếm tới 75 % ở Pháp, thì Đức đã quyết định đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân của mình và cũng đã gặp một số khó khăn.

Nhờ tập trung đầu tư thủy điện và điện hạt nhân mà bang Ontario của Canada có hệ thống điện lớn nhất không có phát thải carbon.

Theo James Hansen - một trong những nhà tư tưởng hàng đầu thế giới về khí hậu: "Điện hạt nhân tạo ra giải pháp khả thi duy nhất hướng tới thay đổi khí hậu".

Tránh một bong bóng khí đốt

Giá khí đốt thấp giúp khí đốt thay thế than vốn là nguồn nhiên liệu lớn nhất cho phát điện ở Mỹ, khí đốt có thể tốt xét về góc độ phát thải. Nhưng khi các nhà máy điện khí thay thế các nhà máy điện hạt nhân, phát thải khí nhà kính sẽ tăng. Khử carbon trong hệ thống điện nghĩa là tất cả các nhà máy phát điện từ nhiên liệu hóa thạch sẽ phải có thiết bị thu gom phát thải của mình.

Tăng lệ thuộc vào khí đốt, tăng xuất khẩu và khó khăn việc xây dựng đường ống dẫn khí đốt làm nẩy sinh những câu hỏi khác. Bị thúc đẩy bởi sản xuất khí đốt và dầu mỏ trong nước ngày càng tăng, Mỹ kỳ vọng trở thành một nước xuất khẩu dòng năng lượng vào năm 2022, việc này có thể dẫn đến chia chác cổ tức, địa chính trị và kinh tế.

Những trường phái đề xướng khí đốt nói rằng, giá khí sẽ tiếp tục ở mức thấp, còn việc tăng giá đã xẩy ra từ trước đó rồi. Nếu xem xét 3 quốc gia sản xuất khí đốt lớn nhất sau Mỹ là Nga. Còn Iran và Qatar, việc xuất khẩu khí đốt vẫn còn tiếp diễn.

Công nghệ hạt nhân tiên tiến

Sự đổi mới công nghệ đang giúp năng lượng hạt nhân trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng khác, như là các lò phản ứng tiên tiến, hoặc nhiên liệu. Các nhà máy với lò phản ứng tiên tiến sử dụng các công nghệ khác nhau, như là muối nóng chảy, hoặc khí nhiệt độ cao, công nghệ này sẽ làm cho lò an toàn hơn và xây dựng nhà máy ít tốn kém hơn, nhanh hơn.

Cho dù người ta quen những cách tiếp cận khác, hoặc thiết kế lò phản ứng nước nhẹ, xu hướng mới là hướng tới những lò phản ứng mô dun nhỏ (SMRs) mà các công ty cung ứng có thể xây dựng ở trong một nhà máy, ở vùng xa vắng, hoặc trên những thiết bị di động như tàu, thuyền. Hiện đã có nhiều quốc gia đầu tư theo xu hướng này. Tại Bắc Mỹ đã có tới 56% các công ty hạt nhân tiên tiến đang phát triển theo hướng này.

Có thể nói rằng, nhu cầu ngày càng tăng đối với phát điện không có phát thải và tin cậy vẫn tồn tại. Tuy nhiên, liệu lĩnh vực năng lượng hạt nhân có thể nắm bắt cơ hội này không?

Nghiên cứu và phát triển 

Các công ty, cơ sở nghiên cứu hạt nhân cũng đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển (R&D), động thái này thu hút sự chú ý của khách hàng và sự ủng hộ của dân chúng.

Lĩnh vực phát điện cần được khử phát thải carbon hoàn toàn nếu EU thực hiện được mục tiêu cắt giảm phát thải CO2 tới 95% vào năm 2050. Như vậy, những công nghệ carbon thấp (bao gồm cả hạt nhân) sẽ đóng một vai trò quan trọng trong chuyển đổi này. Năng lượng hạt nhân đã chiếm tới 50% công suất phát điện có phát thải carbon thấp ở EU, tránh được lượng phát thải hàng năm tương đương khoảng 700 triệu tấn CO2.

Hoạt động R&D đang tập trung vào những nội dung như phát triển các kiểu lò phản ứng mới có hiệu suất hơn, bền vững hơn và kinh tế hơn. Nghiên cứu nâng cao độ an toàn và hiệu suất của các lò phản ứng nước nhẹ hiện nay cũng cần được tiếp tục.  

Hoạt động R&D cũng đang tập trung để hiểu biết tốt hơn về quá trình già cỗi của các lò phản ứng, kiểm soát vận hành và tình trạng lò có hoạt động lâu cũng như làm giảm thiểu những điều bất trắc.

Hoạt động R&D cũng khuyến nghị đầu tư vào chế tạo các cấu thành/bộ phận của lò phản ứng và nhiên liệu hạt nhân có thể chịu được tốt hơn đối với bức xạ và nhiệt độ lò cao hơn.

Hoạt động R&D cũng hướng vào phát triển quản lý chất thải và công nghệ thải đối với các dòng chất thải phi tiêu chuẩn, cũng như là những công nghệ tái chế mới đối với nhiên liệu lò phản ứng nhanh.

TRẦN MINH HUÂN (LƯỢC DỊCH)

NGUỒN: WORLD NUCLEAR NEWS