Các cường quốc xây dựng mô hình điện hạt nhân như thế nào?

Ngày 25/11, theo thông cáo của Văn phòng Trung ương Đảng, Ban Chấp hành Trung ương Đảng đã thống nhất chủ trương tái khởi động Dự án điện hạt nhân Ninh Thuận và tiếp tục nghiên cứu Chương trình điện hạt nhân tại Việt Nam.

Việc này nhằm bảo đảm vững chắc an ninh năng lượng quốc gia, đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội, tăng cường tiềm lực khoa học, công nghệ và phát triển bền vững đất nước.

Điện hạt nhân là công nghệ năng lượng đã có từ lâu, và được nhiều quốc gia phát triển sử dụng, nhằm giải quyết về vấn đề năng lượng đặc biệt cấp thiết.

Dẫu vậy, năng lượng hạt nhân còn tồn tại một số nhược điểm, và cần sự lưu tâm đặc biệt tới việc nâng cao an toàn trong khai thác, sử dụng và hợp tác quốc tế.

Ưu điểm và nhược điểm của điện hạt nhân

Mô hình cơ bản của một nhà máy điện hạt nhân (Ảnh: Aydemperakende).

Về cơ bản, năng lượng hạt nhân là "đòn bẩy" được tạo ra bởi các lò phản ứng hạt nhân, thông qua việc giải phóng năng lượng của chúng để tạo ra nhiệt. Sau đó, lượng nhiệt này được sử dụng trong các tua bin hơi nước để tạo ra điện trong các nhà máy điện.

So với than, khí đốt và các dạng nhà máy phát điện khác, điện hạt nhân cung cấp lượng khí thải nhà kính thấp nhất.

Theo Viện Năng lượng Hạt nhân (NEI), các hạt nhân nguyên tử tạo ra nhiều năng lượng không khí sạch hơn bất kỳ nguồn năng lượng nào, và chịu trách nhiệm sản xuất 62% tổng lượng điện không phát thải tại Mỹ.

Ưu điểm khác của điện hạt nhân là một khi đã đi vào hoạt động, điện do lò phản ứng nhà máy điện hạt nhân tạo ra rẻ hơn nhiều so với than, khí đốt hoặc bất kỳ nhà máy nhiên liệu hóa thạch nào khác.

Trong đó, hầu như toàn bộ chi phí đều là chi phí trả trước (chi phí xây dựng), và việc bảo trì nhà máy cũng không tốn quá nhiều công sức.

Yếu tố này kết hợp với vòng đời tương đối cao của các nhà máy điện hạt nhân (khoảng 40-60 năm), tạo ra thuận lợi cho các quốc gia trong việc đưa mô hình điện hạt nhân vào triển khai.

Thường xuất hiện với hình ảnh các ống xả đang phun khói lên bầu trời, nhưng công nghệ điện hạt nhân được xem là khá thân thiện với môi trường (Ảnh: Getty).

Không giống như các nguồn năng lượng tái tạo khác, tiêu biểu như gió và mặt trời, vốn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, năng lượng hạt nhân không có những hạn chế như vậy. Trái lại, mô hình này không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khí hậu, và vẫn cho ra sản lượng năng lượng ổn định ngay cả trong thời điểm xảy ra thiên tai.

Nhược điểm lớn nhất của điện hạt nhân là chi phí xây dựng ban đầu rất lớn, và có thể tốn 5-10 năm.

Bên cạnh đó là nguy cơ xảy ra tai nạn. Chernobyl (Liên bang Xô Viết), Three Mile Island (Mỹ) hay Fukushima Daiichi (Nhật) là những thảm họa hạt nhân mà không một quốc gia nào muốn gặp phải.

Tuy nhiên, tai nạn vẫn xảy ra. Trong tất cả các sự cố hạt nhân lớn kể trên, lỗi của con người hoặc thảm họa thiên nhiên đã dẫn đến sự sụp đổ của các nhà máy điện.

Chất thải phóng xạ và tác động đến môi trường là một trong những điểm khác cần lưu tâm khi nói về điện hạt nhân.

Chất thải phóng xạ tạo ra bởi quá trình sản xuất điện dù có số lượng nhỏ, nhưng được xem là nguy hiểm. Bởi lẽ đó, chất thải phải được lưu trữ an toàn để không gây ô nhiễm môi trường.

Các nước phát triển ứng dụng điện hạt nhân ra sao?

Nhà máy điện hạt nhân đã được xây dựng tại 31 quốc gia trên toàn thế giới. Trong đó, 2/3 các lò phản ứng hạt nhân được xây dựng tại Trung Quốc, Ấn Độ và Nga.

Mỹ mới là quốc gia sản xuất điện hạt nhân lớn nhất thế giới.

Dẫu vậy, Mỹ mới là quốc gia sản xuất điện hạt nhân lớn nhất thế giới, khi chiếm khoảng 30% sản lượng điện hạt nhân toàn cầu, theo số liệu từ World-nuclear.org.

Các lò phản ứng hạt nhân của nước này sản xuất được 772 TWh vào năm 2022, chiếm 18% tổng sản lượng điện.

Hầu như toàn bộ công suất phát điện hạt nhân của Mỹ đều đến từ các lò phản ứng được xây dựng từ năm 1967 đến năm 1990, và không có công trình xây dựng mới nào được khởi công kể từ năm 1977.

Nguyên nhân là bởi nguồn sản xuất khí đốt được coi là hấp dẫn hơn về mặt kinh tế và những lo ngại về an toàn gia tăng sau vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island năm 1979.

Mặc dù gần như đã ngừng xây mới trong hơn 30 năm, nhưng sự phụ thuộc của Mỹ vào năng lượng hạt nhân vẫn tăng lên từng năm.

Cụ thể, vào năm 1980, các nhà máy điện hạt nhân tại Mỹ sản xuất 251 TWh điện, chiếm 11% sản lượng điện của cả nước. Đến năm 2019, sản lượng đó đã tăng lên 809 TWh, chiếm hơn 30% sản lượng điện được tạo ra từ năng lượng hạt nhân trên toàn thế giới.

Trung Quốc, nước đứng thứ 2 về điện hạt nhân lại có cách tiếp cận khác, khi động lực phát triển năng lượng hạt nhân ngày càng tăng do ô nhiễm không khí từ các nhà máy nhiệt điện than.

Sản lượng điện hạt nhân theo quốc gia năm 2023 (Nguồn: Hiệp hội hạt nhân thế giới, IAEA PRIS).

Trung Quốc đặt tiêu chí "vươn ra toàn cầu" bằng cách xuất khẩu công nghệ hạt nhân, nhờ lợi thế lớn từ chuỗi cung ứng hạt nhân và chu trình khép kín.

Theo World-nuclear.org, Trung Quốc đã tự chủ phần lớn trong việc thiết kế và xây dựng lò phản ứng, nhưng vẫn tận dụng tối đa công nghệ phương Tây, kết hợp cải tiến quy trình.

Hiện tại, có 30 lò phản ứng đang trong quá trình xây dựng tại Trung Quốc, và nước này được cho là sẽ vượt Mỹ về sản lượng điện hạt nhân trong tương lai gần.

Pháp, nước xếp thứ 3 về sản lượng điện hạt nhân, lại có lợi thế khi là nước xuất khẩu điện ròng lớn nhất thế giới do chi phí sản xuất điện rất thấp và thu được hơn 3 tỷ euro mỗi năm từ việc này.

Hiện, Pháp sản xuất khoảng 70% điện năng từ năng lượng hạt nhân nhờ chính sách lâu dài dựa trên an ninh năng lượng, đồng thời rất tích cực trong việc phát triển công nghệ hạt nhân.

Lò phản ứng và đặc biệt là các sản phẩm hay dịch vụ nhiên liệu là mặt hàng xuất khẩu quan trọng của Pháp.

Vào tháng 2/2022, Pháp công bố kế hoạch xây dựng 6 lò phản ứng mới và đang xem xét xây dựng thêm 8 lò phản ứng nữa.

Trao đổi với phóng viên, ông Trần Chí Thành, Viện trưởng Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, cho biết xu thế của thế giới đang quay lại điện hạt nhân để chống biến đổi khí hậu, cân bằng phát thải CO₂.

"Xu hướng hiện nay của nhiều nước là điện hạt nhân cùng điện tái tạo. Trong đó, điện hạt nhân là nền tảng tốt để phát triển điện tái tạo vì hệ thống điện cần có nguồn điện ổn định để đảm bảo hệ thống vận hành tin cậy", vị chuyên gia phân tích.

TS Ngô Đức Lâm, nguyên Phó Viện trưởng Viện Năng lượng (Bộ Công Thương) cho biết nhiều quốc gia như Nga đã bắt đầu chuyển từ điện hạt nhân quy mô lớn sang làm điện hạt nhân quy mô, công suất nhỏ có giá thành thấp hơn.

Điều kiện thuận lợi của năng lượng hạt nhân lò phản ứng mô-đun nhỏ là chi phí thấp, thời gian xây dựng ngắn, phù hợp với điều kiện của đa số các quốc gia, và sớm đáp ứng nhu cầu về cung cấp điện.

• Tìm thấy chất cực hiếm sau khi cắt bê tông của một nhà máy điện hạt nhân bỏ hoang ở Nhật Bản
• Đổ uranium vào thùng, người đàn ông không ngờ phải chịu 83 ngày đau đớn tột cùng
• Nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của Việt Nam sẽ do Nga xây dựng