Hướng đầu tư đáp ứng nguồn năng lượng VN (I)

Chính phủ đã khẩn trương hoàn tất dự án đầu tư nhà máy điện hạt nhân đầu tiên để trình Quốc hội phê duyệt, sớm đưa vào thực thi nhằm đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

Tăng trưởng điện khí hóa tỷ lệ thuận với tăng trưởng kinh tế. Là quốc gia đang phát triển, điểm đến hấp dẫn đối với các nhà đầu tư, GDP hàng năm tăng trung bình trên 7% nên Việt Nam rất cần lượng điện năng tăng đều, ổn định phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Trong khi nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn kiệt, ô nhiễm môi trường; năng lượng tái tạo hiệu quả kinh tế không cao thì đầu tư cho năng lượng hạt nhân là vượt trội.

Trước tình hình đó, Chính phủ đã khẩn trương hoàn tất dự án đầu tư nhà máy điện hạt nhân (ĐHN) đầu tiên để trình Quốc hội phê duyệt, sớm đưa vào thực thi nhằm đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

Cần phát triển nguồn điện trước một bước

Qua các nghiên cứu quy hoạch nguồn năng lượng của Việt Nam cho thấy, sau năm 2015 chúng ta sẽ phải nhập khẩu năng lượng. Lúc đó, sau khi xây xong công trình Sơn La, thuỷ điện sẽ không còn dự trữ nào đáng kể. Dầu khí và than khai thác nội địa cũng sắp đến giới hạn. Trong các dạng năng lượng nhập khẩu có thể tính đến các phương án: nhập điện lưới, nhập than hoặc điện hạt nhân, ngoài ra còn có các dạng năng lượng tái tạo và các biện pháp tăng cường tiết kiệm năng lượng.

Tiết kiệm là quốc sách và chắc chắn phải được coi trọng nhằm giảm tốc độ tăng trưởng điện năng so với tăng trưởng kinh tế, nghĩa là phải hạn chế hệ số đàn hồi ở mức tối cần thiết trong khoảng 1,1 đến 1,5 (đây là tỉ lệ giữa tăng trưởng năng lượng so với tăng trưởng kinh tế). Nhưng hạn chế nhu cầu dùng điện quá mức tiết kiệm thì lại phản tác dụng, vô hình trung làm đình trệ nền kinh tế.

Khi nhập khẩu năng lượng duy nhất là than thì số lượng khổng lồ vài chục triệu tấn than nhập hàng năm sẽ dẫn đến biến dạng toàn bộ nền công nghiệp điện, hàng loạt cầu cảng chuyên dụng phải làm việc quá tải ngày đêm mới đủ sức chuyển tải than. Hơn nữa vấn đề ô nhiễm môi trường như khí nhà kính, khí lưu huỳnh, NOx gây mưa a-xít kèm theo do đốt than là thảm họa cho loài người. Điện than còn để lại hậu quả là các bãi xỉ than ngút ngàn, nơi tích tụ bụi với các kim loại nặng độc hại và độ phóng xạ môi trường ở đây tăng cao đột xuất.

Năng lượng tái tạo rất hữu ích cho các đối tượng đặc biệt, vùng sâu vùng xa nên cần quan tâm phát triển chúng, nhưng chỉ nên nhằm vào một số mục đích chuyên biệt, phục vụ ở nhưng nơi lưới điện quốc gia không với tới, bởi chúng không dễ đạt tỉ trọng sản lượng đáng kể và không có tính cạnh tranh kinh tế do suất đầu tư cao. Hơn nữa, các nguồn điện tái tạo chưa hẳn đều sạch: điện gió gây tiếng ồn, các tấm pin mặt trời có thể tạo các chất thải kim loại nặng trong quá trình sản xuất tại các nhà máy trước khi chúng phát điện, cả hai loại đều chiếm dụng diện tích và phá vỡ cảnh quan thiên nhiên...

Việc nhập điện lưới từ các quốc gia khác hiệu quả kinh tế thấp do giá thành khá cao, khó chủ động trong nguồn cung ứng... 

Nguồn năng lượng nào sẽ đáp ứng được nhu cầu điện cho con người? (Ảnh minh họa)

Sau cùng, phát triển điện hạt nhân có phần chiếm ưu thế, do có tính vượt trội. Về kinh tế, có công suất nguồn rất lớn và mật độ tập trung, tiết kiệm diện tích, nguồn phát ổn định, vì vậy không điều chỉnh nhanh theo giờ cao điểm. Về môi trường, là nguồn lớn duy nhất hầu như không phát thải khí nhà kính, các chất thải độc hại của nó có số lượng rất nhỏ so với xỉ than, vấn đề còn lại là tái xử lý chúng như thế nào cho kinh tế và an toàn.

Các thế hệ công nghệ ĐHN trên thế giới

Người ta thường phân đoạn một cách tương đối quá trình phát triển ngành điện hạt nhân theo các thế hệ công nghệ lò phản ứng hạt nhân.

Thế hệ thứ nhất, là những lò phản ứng xuất hiện đầu tiên, chưa có tính năng chuyên dụng cho sản xuất điện năng. Thế hệ này đã lạc hậu.

Thế hệ thứ hai, là những loại lò phản ứng giai đoạn trước Chernobyl với ý đồ thiết kế cho sản xuất điện năng, chủ yếu là các lò dùng nước tạo phản ứng hạt nhân và dẫn nhiệt. Nói chung lò thế hệ thứ hai chưa có tính quy chuẩn quốc tế.

Thế hệ thứ ba, là công nghệ hiện nay. Sau khi đã lựa chọn một số lò có sẵn ở thế hệ thứ hai và cải tiến nâng cấp an toàn, rút kinh nghiệm sau vụ Chernobyl. Các lò thế hệ thứ ba bao gồm 3 loại lò có ưu thế nhất trong sản xuất điện năng theo thứ tự mức độ phổ biến là: lò nước áp lực (PWR), lò nước sôi (BWR) và lò nước nặng (PHWR). Nước được dùng tải nhiệt và cũng là chất xúc tác phản ứng hạt nhân. Khác với nguyên lý lò nước, lò phản ứng kiểu Chernobyl là một loại công nghệ chuyên biệt của Liên Xô dùng vật liệu than chì rắn làm xúc tác phản ứng (đó là một trong những nguyên nhân dẫn tới tình huống tai nạn không cứu vãn được). 

Nhà máy điện hạt nhân tại Pháp: Chỉ xả hơi nước chứ không phát thải các chất thải, khí độc hại ra ngoài như nhiệt điện than - Ảnh: wiki

Ngày nay có gần 450 tổ máy điện hạt nhân ở 30 nước trên toàn thế giới đang vận hành và gần 40 dự án đang xây dựng. Các nhà máy điện hạt nhân trên toàn thế giới chế tạo theo công nghệ lò nước, kể cả các lò từ thế hệ thứ hai sang thế hệ thứ ba đã có tổng số giờ hoạt động cao nên rất đáng tin cậy về mặt an toàn vận hành. Chúng có thể bị sự cố kỹ thuật, nhưng chưa bao giờ có sự cố môi trường. Song lò thế hệ thứ ba vẫn duy trì nguyên lý lò nước đã được phổ biến từ các lò thế hệ hai, nên chưa giảm thiểu đáng kể lượng chất thải phóng xạ hoạt độ cao và cách xử lý nhiên liệu thải chủ yếu vẫn là chôn cất vĩnh viễn. Phương pháp này chưa thoả mãn được công luận.

Mỹ và nhiều nước công nghiệp đang tích cực phát triển lò thế hệ thứ tư để thay thế dần cho thế hệ thứ ba. Dự kiến, sau năm 2025, loại lò mới sẽ được thương mại hoá.

Lò thế hệ thứ tư, dựa trên công nghệ tải nhiệt bằng khí nhiệt độ cao vừa tăng hiệu suất trao đổi nhiệt, tiết kiệm được nhiên liệu, vừa giảm thiểu chất thải phóng xạ sau khi đốt và hạn chế thấp nhất khả năng rút ruột nhiên liệu để chế tạo vũ khí hạt nhân bất hợp pháp. Ưu điểm chính của thế hệ lò thứ tư là có thể thiết kế kiểu modul chuẩn quy mô trung bình và nhỏ, dễ lắp ráp đại trà, tiết kiệm thời gian xây dựng, tăng hiệu quả đầu tư. Tuy công nghệ thế hệ thứ tư sẽ đạt tới bước quyết định loại trừ các tai nạn hạt nhân nghiêm trọng, giảm thiểu lượng chất thải phóng xạ hoạt độ cao, nhưng một lượng chất thải dù ít hơn vẫn còn là vấn đề cần giải quyết xử lý hoặc chôn cất vĩnh viễn.

Công nghệ thế hệ thứ năm, gồm một số hướng chính. Trong đó có loại thiết bị phát năng lượng lồng ghép giữa máy gia tốc với lò phản ứng dưới tới hạn, có khả năng giải quyết triệt để vấn đề an toàn hạt nhân, giảm thiểu chất phóng xạ hoạt độ cao, ngăn chặn được mưu đồ chế tạo vũ khí hạt nhân. Đặc biệt lò phản ứng nhiệt hạch được coi là một nguồn năng lượng sạch vô tận, bởi vì nhiên liệu hydro nặng được lấy từ nước đại dương và sản phẩm sau phản ứng nhiệt hạch như khí Heli không phóng xạ. Cho đến nay, thế hệ thứ năm vẫn chưa khẳng định đầy đủ cả về mặt công nghệ lẫn kinh tế, vì vậy chưa thể có một lộ trình chắc chắn để biết khi nào chúng sẽ đóng góp vào nguồn phát điện. Hãy tạm lấy mốc vào khoảng sau năm 2050 loài người sẽ có lò phản ứng thế hệ thứ năm để cung cấp nhiệt lượng và điện năng.

(Còn nữa)