Vai trò của điện hạt nhân trong chuyển đổi cơ cấu điện năng

Trần Chí Thành

Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam (VINATOM)

1. Mở đầu

Năng lượng, đặc biệt là điện năng là lĩnh vực vô cùng quan trọng của một quốc gia. Một quốc gia có nguồn cung cấp điện năng ổn định, bền vững, giá thành hợp lý là chìa khóa cho sự phát triển, cho quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thành công.

Trong thời gian gần đây, vấn đề năng lượng và điện năng trở nên vô cùng nóng trên thế giới. Vấn đề biến đổi khí hậu và nóng ấm toàn cầu đang trở nên vô cùng cấp bách. Tại Hội nghị toàn cầu COP26 tháng 11/2021 đa số các nước đã cam kết cân bằng phát thải CO₂ vào 2050/2060, bằng việc chuyển đổi cơ cấu điện năng, cụ thể là dần loại bỏ nhiệt điện than, giảm dần nhiệt điện khí và khí hóa lòng (LNG), đẩy mạnh phát triển năng lượng tái tạo, và xem điện hạt nhân (ĐHN) là nguồn điện sạch không phát thải CO₂ có thể đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu nguồn điện. Việt Nam cũng đưa ra cam kết cân bằng carbon vào năm 2050, và đây là một thách thức lớn cho một đất nước đang phát triển, có mức tăng trưởng điện năng hàng năm cao, trong khi nguồn thuỷ điện cạn kiệt. Thêm vào đó, cuộc khủng hoảng Ukraine bắt đầu từ 24/2/2022 đã đẩy giá dầu và khí lên cao, đặc biệt là khí, đồng thời cho thấy an ninh năng lượng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Mỹ và các nước Phương Tây đang loại bỏ hoặc giảm dần sự phụ thuộc vào dầu và khí của Liên bang Nga. Để thực hiện được mục tiêu này, năng lượng hạt nhân đóng một vai trò rất quan trọng.

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính phát biểu tại Hội nghị Thượng đỉnh về biến đổi khí hậu COP26 (Ảnh TTXVN)

2. Tình hình phát triển điện hạt nhân trên thế giới

Tính đến thời điểm cuối tháng 3/2022, trên thế giới có 441 lò hạt nhân năng lượng đang vận hành, với tổng công suất lắp đặt 394.000 MWe, có 51 lò đang được xây dựng với tổng công suất khoảng 54.000 MWe. Điện hạt nhân vẫn giữ vai trò quan trọng trong cơ cấu nguồn điện của nhiều nước (32 nước có điện hạt nhân), và xu thế đang tiếp tục phát triển. Theo ý kiến của Tổng Giám đốc Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), ông Rafael Grossi, trong 10 năm tới sẽ có thêm khoảng một chục nước mới phát triển điện hạt nhân.

Rafael Mariano Grossi, Tổng Giám đốc IAEA phát biểu tại Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14

Mỹ là nước có số lò hạt nhân nhiều nhất thế giới, 93 lò đang vận hành với tổng công suất khoảng 96.000 MWe, đóng góp khoảng 20% điện năng. Tiếp theo là Pháp, có 56 lò đang vận hành với tổng công suất 62.000 MWe, chiếm khoảng 75% lượng điện năng sản xuất quốc gia. Tiếp theo là Trung Quốc, hiện nay có 54 lò đang vận hành, tổng công suất hơn 51.000 MWe, đóng góp khoảng 5% điện năng. Từ sau Fukushima, Nhật Bản đã tái khởi động và hiện nay đang vận hành 10 lò hạt nhân. Nhật Bản tiếp tục tái khởi động các lò khác.

Trong bối cảnh sau COP26, Mỹ có chủ trương duy trì hoạt động các nhà máy ĐHN hiện có và đẩy mạnh phát triển các lò phản ứng tiên tiến (bao gồm lò nước nhẹ LWR tiên tiến và lò mô đun công suất nhỏ SMR) để chuyển đổi năng lượng sạch, với mục tiêu giảm phát thải 52% vào cuối năm 2030 và 100% năng lượng sạch năm 2035, nền kinh tế không phát thải vào năm 2050. Chính phủ Nga có chiến lược giảm nhiên liệu hóa thạch, tăng tỷ lệ năng lượng hạt nhân từ 20% lên 37% trong tương lai gần, nhằm đảm bảo phát thải carbon thấp hơn Châu Âu (EU) vào năm 2050. Hiện nay Nga là nước đang có kế hoạch xuất khẩu lò hạt nhân nhiều nhất thế giới. Nga đang xây dựng nhà máy ĐHN tại Akkuyu (Thổ Nhĩ Kỳ), Bangladesh với công nghệ lò nước nhẹ tiên tiến thế hệ III+ (AES2006/VVER-1200), đã đã ký Thỏa thuận với nhiều nước xây dựng các nhà máy ĐHN mới (lò nước nhẹ LWR) như Hungary, Phần Lan, Czech, Slovakia, Ai Cập, một vài nước Châu Mỹ, Châu Phi. Tuy nhiên do tình hình Ukraine và cấm vận của Mỹ và Châu Âu, các dự án ĐHN của Nga với các nước có thể gặp nhiều khó khăn, hoặc có thể phải huỷ bỏ (tuỳ thuộc diễn biến tại Ukraine và các điều kiện dỡ bỏ cấm vận nếu Nga và Ukraine đạt được thỏa thuận hoà bình sớm). Việc Nga gặp khó khăn với các dự án ĐHN sẽ là điều kiện thuận lợi để Mỹ và Pháp, hoặc Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản có thể có cơ hội ký kết Thỏa thuận và xây dựng nhà máy ĐHN tại các nước.

Trung Quốc, đất nước đã trải qua quá trình phát triển nóng nhiệt điện than, và có năng lực sản xuất pin mặt trời hàng đầu thế giới, đang tăng cường phát triển ĐHN để đối phó với khủng hoảng năng lượng toàn cầu. Trung Quốc cũng đặt mục tiêu tăng công suất lắp đặt hạt nhân từ 51.000 MWe từ cuối năm 2020 lên 70.000 MWe vào năm 2025 (chú ý rằng năm 2020, Trung Quốc đã không đạt được mục tiêu 58.000 MWe đặt ra). Hiện nay Trung Quốc đã tự phát triển được công nghệ lò nước nhẹ tiên tiến thế hệ III+ (Hua Long One), đang được Cơ quan Pháp quy hạt nhân UK (ONR) đánh giá để cấp phép an toàn và đặt mục tiêu trở thành nước đứng đầu thế giới về ĐHN, phấn đấu năm 2035 có khoảng 180.000 MWe (khoảng 170-180 lò, nhiều hơn Mỹ và Pháp cộng lại), và năm 2050 sẽ có hơn 270 lò hạt nhân năng lượng. Ngành ĐHN của Trung Quốc là nền tảng quan trọng để họ phát triển các công nghệ cao về hạt nhân, công cụ rất quan trọng trong cạnh tranh vị trí số 1 thế giới, đảm bảo tiềm lực khoa học, công nghệ hỗ trợ cho an ninh, quốc phòng (tàu ngầm hạt nhân, tàu sân bay dùng lò hạt nhân, vũ khí hạt nhân …) và kiểm soát các vấn đề liên quan đến địa chính trị khu vực. Về hợp tác quốc tế, Trung Quốc đang thúc đẩy xuất khẩu công nghệ ĐHN ra nước ngoài. Ngoài dự án đang đề xuất với UK, Trung Quốc đang có kế hoạch bán lò phản ứng Hua Long One sang Romania, Argentina, Kenya, Ả Rập Xê Út và các quốc gia nằm trong chiến lược “vành đai con đường” (dự kiến xuất khẩu 30 lò trong 10 năm tiếp theo).

Tỷ lệ điện hạt nhân trong tổng sản lượng điện của các quốc gia tính đến 31/12/2020 (Nuclear Power Reactors in the World, IAEA 2021)

Các nước Châu Âu (EU): Sau sự cố Fukushima năm 2011, một số quốc gia EU có xu hướng giảm ĐHN, nhiều quốc gia EU vẫn duy trì phát triển ĐHN (các nước như Pháp, Anh (UK), Phần Lan, Hungary, Czech, Slovakia v.v.), một số quốc gia bắt đầu phát triển ĐHN như Thổ Nhĩ Kỳ, Ba Lan. Tuy nhiên thời gian gần đây, xu thế phát triển ĐHN đang trở lại mạnh mẽ, đặc biệt sau khi xảy ra chiến tranh Nga – Ukraine, kèm theo kế hoạch của Châu Âu trong việc giảm sự phụ thuộc vào dầu và khí từ Nga (đảm bảo an ninh năng lượng). Gần đây nhất, Bỉ đã tuyên bố kéo dài thời gian vận hành các nhà máy ĐHN. Đức đang xem xét lại kế hoạch loại bỏ ĐHN vào năm 2022/2023 (cần phải kéo dài thời gian hoạt động để giảm phụ thuộc dầu và khí). Gần đây, Anh lên kế hoạch xây dựng 7 nhà máy mới và đặt mục tiêu 25% ĐHN trong cơ cấu nguồn điện, Pháp vẫn tiếp tục nỗ lực duy trì và phát triển ĐHN, như là nguồn điện có độ tin cậy cao và không phát thải CO₂. Song song với việc Tập đoàn Điện lực Pháp EDF xây dựng các nhà máy ĐHN mới tại Anh Quốc, theo tuyên bố của Tổng thống Macron mới đây, Pháp có kế hoạch xây dựng thêm 14 lò hạt nhân thế hệ mới (lò nước nhẹ tiên tiến, thiết kế EPR1600 thế hệ III+) để thay thế các lò cũ phải đóng cửa cũng như thêm công suất điện năng, cùng với phát triển năng lượng tái tạo. Dự kiến bắt đầu khởi công 2028, và 2035 tổ máy mới đầu tiên sẽ đi vào vận hành. Công nghệ lò SMR cũng được Pháp quan tâm và sẽ phát triển trong giai đoạn tới.

Ấn Độ đang thúc đẩy phát triển ĐHN mạnh mẽ. Ấn Độ đã chú trọng phát triển ngành hạt nhân nhiều thập niên trước. Bắt đầu từ việc nhập khẩu công nghệ lò nước nặng (CANDU) từ Canada, hiện nay Ấn Độ đã tự thiết kế chế tạo, lắp đặt và vận hành nhà máy ĐHN, công suất 700 MWe. Với kế hoạch được triển khai tốt, hiện nay Ấn Độ đã hoàn toàn tụ chủ công nghệ ĐHN, từ nhà máy đến nhiên liệu, vật liệu thép hợp kim v.v. Ấn Độ cũng đã nhập công nghệ lò VVER từ Nga, đang có kế hoạch xây dựng lò AP1000 trong hợp tác với Mỹ, sẽ hợp tác với Pháp trong thời gian tới. Theo kế hoạch mới nhất, Ấn Độ sẽ bắt đầu xây 10 lò nước nặng công nghệ tiên tiến của họ. Lò tái sinh neutron nhanh (FBR) cũng là lĩnh vực mà Ấn Độ đi đầu (như Liên bang Nga).

Hàn Quốc có chương trình ĐHN thành công nhất thế giới. Hiện nay ĐHN đóng góp khoảng 35-40% điện năng. ĐHN ở Hàn Quốc có giá thành thấp hơn điện than (nhập khẩu) và điện khí. Hàn Quốc đã có công nghệ tiên tiến thế hệ III+ (APR1400), xuất khẩu sang Tiểu Vương quốc Ả Rập (UAE) 4 lò (hiện nay đã bắt đầu vận hành những lò đầu tiên). Tổng thống Hàn Quốc vừa đắc cử đã tuyên bố đẩy mạnh phát triển ĐHN, để đáp ứng các cam kết về khí hậu. Nhật Bản có Chiến lược Năng lượng mới, trong đó ĐHN vẫn tiếp tục phát triển, với tỷ lệ khoảng 20-22% (tiếp tục tái khởi động các lò cũ và xây dựng lò mới thế hệ III+, cũng như có thể phát triển công nghệ SMR).

Tóm lại, trong bối cảnh chống biến đổi khí hậu, thực hiện cam kết, để đảm bảo cung cấp điện năng ổn định, đảm bảo an ninh năng lượng, các nước tiếp tục phát triển ĐHN. Xu thế phổ biến là năng lượng tái tạo kết hợp cùng ĐHN. Các nước tiên tiến vẫn tiếp tục duy trì và phát triển ĐHN với việc tiếp tục vận hành các lò đang có, kéo dài thời gian vận hành, và xây mới lò nước nhẹ (LWR) công nghệ tiên tiến thế hệ III+, cùng với phát triển lò mô đun công suất nhỏ SMR sau khi công nghệ này được thương mại hóa và kiểm chứng.

3. Công nghệ và an toàn điện hạt nhân

Trải qua quá trình phát triển gần 70 năm, với những thăng trầm nhất định liên quan đến các sự cố, cho đến nay, công nghệ ĐHN dùng lò nước nhẹ (LWR) tiên tiến thế hệ III+ đã rất khác so với thời kỳ ban đầu (thế hệ II). Các lò thiết kế thế hệ mới hiện nay đều đáp ứng các yêu cầu khắt khe về an toàn, những yêu cầu an toàn mới nhất được đưa ra sau Fukushima.

Về công nghệ, các nhà máy ĐHN đang được xây dựng mới hiện nay đều là lò nước nhẹ thế hệ III+ (51 lò đang được xây dựng trên thế giới). Thiết kế mới được hình thành từ tất cả những kinh nghiệm đã có, tăng cường khả năng đảm bảo an toàn, ngăn ngừa sự tiến triển của sự cố nếu có các vấn đề bất thường xảy ra. Cách tiếp cận đến vấn đề an toàn được hình thành từ thống kê, kinh nghiệm kèm theo khả năng phân tích đánh giá diễn biến sự cố sử dụng công cụ máy tính hiện đại mô phỏng và dự báo, cũng như áp dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) vào các phương pháp phân tích (Risk-informed safety — an toàn dựa trên thông tin về rủi ro). Trên cơ sở các phân tích đánh giá, thiết kế mới cần đáp ứng tất cả các kịch bản có thể xảy ra, hoặc chúng ta có thể tưởng tượng ra, để tránh hậu quả ảnh hưởng đến con người và môi trường. Các hệ thống an toàn được gia tăng, an toàn chủ động (active safety) kết hợp với an toàn thụ động (passive safety), có thể đảm bảo an toàn ngay cả khi mất nguồn cung cấp điện, nhiều hệ thống dự phòng được lắp đặt thêm trong những thiết kế mới (các hệ thống bơm di động bơm nước vào lò nếu có sự cố v.v.). Điều này làm cho suất đầu tư vào ĐHN cao hơn. Tuy nhiên, do việc chế tạo thiết bị tuân thủ nghiêm ngặt các quy định và tiêu chuẩn cao, nên thiết bị hạt nhân thường có chất lượng cao và thời gian vận hành có thể kéo dài. Đây là xu thể phổ biến, khi đa số các nhà máy ĐHN cũ đều được đánh giá lại an toàn và kéo dài thời gian vận hành. Trước đây, thời gian vận hành nhà máy chỉ 30-40 năm thì bây giờ đã đáp ứng 60 năm, với khả năng có thể kéo dài thành 80 năm. Chính vì vậy, giá thành điện năng vẫn đảm bảo tính cạnh tranh mặc dù suất đầu tư cao.

Ngoài lò LWR thế hệ III+, công nghệ SMR đang được đề cập nhiều hiện nay. Có thể thấy rằng, SMR là lò công suất nhỏ (dưới 300 MWe), đảm bảo an toàn và kinh tế (theo lý thuyết) cao hơn các loại lò nước nhẹ hiện nay. Có 2 loại SMR đang được thiết kế hiện nay: loại làm mát bằng nước nhẹ (như NuScale), và làm mát bằng kim loại lỏng (đa số các thiết kế còn lại). Mỗi nước “cường quốc hạt nhân” đều đưa ra thiết kế riêng của mình. Nhà máy ĐHN nổi (FNPP) cũng thuộc nhóm SMR hiện nay. Tuy nhiên, lò SMR là công nghệ mới và chưa được triển khai thương mại (theo các chuyên gia hạt nhân, cần 20-30 năm để triển khai thương mại và kiểm chứng). Trong lĩnh vực nghiên cứu, việc tải nhiệt bằng nước nhẹ đã thuần thục, các vấn đề khoa học đã biết khá rõ qua mấy chục năm nghiên cứu. Tuy nhiên, tải nhiệt bằng kim loại lỏng là vấn đề mới về khoa học, chúng ta chưa hiểu rõ về kim loại lỏng. Do đó những người làm nghiên cứu cần thêm thời gian và đầu tư để nghiên cứu các vấn đề liên quan đến kim loại lỏng. Thêm vào đó, các nước hiện nay tuyên bố phát triển SMR là những nước đã có nền tảng khoa học, công nghệ và công nghiệp ĐHN với lò nước nhẹ, chủ yếu là các nước tiên tiến (Hoa Kỳ, Canada, Pháp, Nga, Nhật Bản, Trung Quốc). Chương trình ĐHN của Trung Quốc chủ yếu là phát triển lò nước nhẹ tiên tiến (PWR, VVER, AP1000, Hua Long One …). Với một đất nước bắt đầu làm ĐHN, chưa có nền tảng khoa học, công nghệ hạt nhân vững chắc, có lẽ vấn đề phát triển ĐHN công nghệ SMR đối với họ vẫn là xa vời, đặc biệt khi SMR có những vấn đề hóc búa liên quan đến kim loại lỏng. Thêm vào đó, SMR do công suất nhỏ, phù hợp hơn với những nước có diện tích rộng (có thể có nhiều địa điểm để xây dựng), hệ thống điện phân tán, tăng trưởng điện năng không cao hoặc đã bão hoà, chứ không phải là những nước đang phát triển và có diện tích nhỏ.

Các dạng lò phản ứng hạt nhân theo kích thước và công suất (IAEA)

Về an toàn, hệ thống pháp quy hạt nhân của các nước, đặc biệt các nước tiên tiến luôn luôn được điều chỉnh và hoàn thiện thêm. An toàn hạt nhân luôn được đặt lên hàng đầu. Thực tế chứng minh ĐHN chỉ có hiệu quả kinh tế khi vấn đề an toàn được đảm bảo, đây là kinh nghiệm tích lũy qua nhiều thế hệ trong suốt gần 70 năm tồn tại của ngành ĐHN. Tóm lại, an toàn ĐHN có thể được đảm bảo vì những nền tảng sau đây:

1. Hệ thống pháp quy hạt nhân luôn luôn củng cố và hoàn thiện, nhằm đảm bảo việc vận hành nhà máy ĐHN an toàn, không để ảnh hưởng đến con người và môi trường;
2. Thiết kế ĐHN đã tích lũy kinh nghiệm nhiều thế hệ, đảm bảo tất cả các nguyên tắc về an toàn (bảo vệ theo chiều sâu, đa dạng, dư thừa hệ thống v.v.), sử dụng các công cụ thiết kế tiên tiến, hiện đại, tránh được sai sót (chương trình thiết kế trên máy tính …), đáp ứng các tiêu chuẩn cao nhất (ASME, DIN, GOST …) với việc sử dụng thiết bị tiên tiến, hiện đại nhất;
3. Sản xuất, chế tạo thiết bị luôn đảm bảo chất lượng, giám sát chặt chẽ, nguyên vật liệu sử dụng (bê tông, thép v.v.) đảm bảo chất lượng;
4. Quá trình xây dựng lắp đặt nhà máy ĐHN được tiến hành bài bản, giám sát chặt chẽ, áp dụng các công nghệ tiên tiến nhất về quản lý dự án;
5. Quy trình, quá trình vận hành đảm bảo an toàn với đội ngũ cán bộ được đào tạo bài bản và chất lượng;
6. Quá trình kiểm tra, đánh giá, duy tu bảo dưỡng luôn được thực hiện đảm bảo nghiêm ngặt chặt chẽ nhất;
7. Nguồn nhân lực đảm bảo chất lượng cao, trình độ cao, kiến thức đầy đủ và nhiều kinh nghiệm, qua nhiều lớp huấn luyện, tiếp tục được huấn luyện thường xuyên, cập nhật, với năng lực sử dụng các công cụ hiện đại (đào tạo cán bộ làm trong nhà máy ĐHN mất thời gian dài, thường là hơn 10 năm);
8. Luôn luôn đảm bảo văn hóa an toàn được duy trì;
9. Các yếu tố khác.

Như vậy, ĐHN thế hệ mới sẽ chủ yếu dựa vào công nghệ lò nước nhẹ (LWR) tiên tiến thế hệ III+ hoặc lò SMR, tuỳ điều kiện của từng nước. Công nghệ mới đảm bảo an toàn ở mức độ cao, đảm bảo không ảnh hưởng đến con người và môi trường ngay cả trong trường hợp sự cố (nếu xảy ra, mặc dù xác suất xảy ra là vô cùng thấp). Vấn đề giá thành và kinh tế cần được xem xét tuỳ điều kiện từng quốc gia trong bối cảnh chung của thế giới (cân bằng phát thải carbon, đảm bảo an ninh năng lượng, đảm bảo nguồn điện tin cậy công suất lớn, phát triển kinh tế xã hội liên quan đến khoa học, công nghệ và công nghiệp, tiềm lực khoa học và an ninh quốc phòng v.v.).

4. Vai trò của điện hạt nhân trong chuyển đổi cơ cấu năng lượng

Trong xu thế chung hiện nay, như đã nêu ở trên, việc xem xét phát triển điện hạt nhân cần được xem xét kỹ lưỡng, trên cơ sở phân tích đầy đủ và toàn diện các khía cạnh liên quan (bởi các chuyên gia trong và ngoài nước, khách quan), đặc biệt trong bối cảnh chuyển đổi cơ cấu năng lượng phù hợp với thế giới. ĐHN có những ưu thế gì so với các nguồn điện còn lại trong bối cảnh hiện nay? Sau đây là những khía cạnh liên quan ĐHN, có thể tóm tắt như sau:

a) Điện hạt nhân là nguồn điện công suất lớn và ổn định

Như chúng ta đã biết, ĐHN đã phát triển qua quá trình lâu dài. Các thiết kế ĐHN trước đây có công suất nhỏ (các lò nước áp lực công suất khoảng 400-600 MWe), dần dần do yếu tố kinh tế, công suất ĐHN đã tăng lên. Hiện nay các lò hạt nhân năng lượng chủ yếu có công suất khoảng 1000 MWe, đặc biệt có những lò công suất cao hơn (ví dụ VVER1200 công suất 1200 MWe), các lò cải tiến ABWR, APWR của Nhật Bản công suất khoảng 1350 MWe. Lò tiên tiến thế hệ III+ APR1400 của Hàn Quốc công suất 1400 MWe. Đặc biệt lò EPR1600 của Pháp, tiên tiến thế hệ III+ công suất 1600 MWe.

Hệ số sử dụng công suất đặt của ĐHN hiện nay trên thế giới vào khoảng 90%, cao hơn so với nhiệt điện khí, nhiệt điện than (khoảng 70-80%), và điện tái tạo (15-20%). ĐHN khi đã vào vận hành, sẽ vận hành liên tục với công suất danh định. Chu kỳ nhiên liệu của ĐHN hiện nay thường là 12 tháng, hoặc có thể 18 tháng, có nghĩa là từ khi nạp nhiên liệu và khởi động, lò sẽ vận hành liên tục 1 năm (hoặc 1,5 năm), đảm bảo cung cấp điện năng công suất lớn và ổn định. Không loại trừ có thể có những vấn đề trục trặc, nhưng nói chung, các nhà máy do thiết bị tốt và hiện đại, quá trình duy tu bảo dưỡng định kỳ cũng được thực hiện, giám sát chặt chẽ, chất lượng cao nêm việc vận hành đảm bảo liên tục và ổn định. ĐHN thường dùng để vận hành cho vùng đáy phụ tải điện.

Nguồn điện ổn định là chìa khóa cho phát triển công nghiệp, đặc biệt những lĩnh vực công nghiệp nhạy cảm như công nghiệp CHIP, bán dẫn v.v.

b) Nhiên liệu hạt nhân dễ vận chuyển, có thể dự trữ lâu dài, đảm bảo an ninh năng lượng

Nhiên liệu hạt nhân là các viên nhiên liệu nhỏ (nhỏ hơn đốt ngón tay), mỗi viên nhiên liệu tương đương 1 tấn than, hoặc 1100 lít dầu hay 900 mét khối khí. Nhiên liệu dùng trong nhà máy ĐHN là các bó nhiên liệu đã được chế tạo từ nhà cung cấp, dài khoảng hơn 3 mét, chiều rộng 30-40 cm, rất gọn nhỏ. Do đó việc vận chuyển nhiên liệu đủ cho lò vận hành một chu kỳ (12 tháng hoặc 18 tháng) chỉ mấy chục tấn, không phải là khó, phức tạp hoặc cồng kềnh trong việc vận chuyển. Tuy nhiên, vận chuyển nhiên liệu hạt nhân cần tuân thủ các quy định quốc tế về an toàn bức xạ, nhiều cũng như quy trình thủ tục. Nhiên liệu hạt nhân có thể mua dự trữ cho hàng chục năm vận hành lò, vì thể tích nhỏ, và có thể lưu giữ lâu dài trong bể nước.

Hiện nay, nhiệt điện than của Việt Nam có vấn đề khó khăn về dự trữ than. Thường các nhà máy hiện nay chỉ dự trữ được vài ba tuần. Vận chuyển than qua đường biển (than nhập) cũng cồng kềnh và phức tạp do khối lượng lớn, hành trình vận chuyển dài. Nhiệt điện khí cần hệ thống cấp khí đến nhà máy, trong trường hợp khí hóa lỏng (LNG) cần có hệ thống nén khí, làm lạnh khí, và cung cấp đến nhà máy. Các tàu chở khí LNG phải liên tục đến cung cấp nguồn nhiên liệu này. Như vậy, từ việc cung cấp nhiên liệu, đến vận chuyển nhiên liệu, ĐHN đều có ưu điểm vượt trội hơn nhiều so với nhiệt điện than và khí (hay LNG). Vì đặc tính này (có thể mua dự trữ hàng chục năm hoặc hơn), chính vì vậy ĐHN là nguồn điện đảm bảo tốt cho an ninh năng lượng trong các hoàn cảnh.

Thêm vào đó, nhiên liệu hạt nhân có giá thành ổn định (vì có thể dự trữ), giá thành nhiên liệu là rất nhỏ so với đầu tư, nên tránh được các biến động về giá nhiên liệu dẫn đến biến động giá điện. Đây cũng là ưu điểm của ĐHN.

c) Nguồn điện sạch, hầu như không phát thải CO₂

ĐHN được xếp vào dạng nguồn điện sạch, vì hầu như không phát thải khí carbon trong quá trình vận hành (chỉ phát thải liên quan đến sản xuất nhiên liệu, vật liệu, hoặc khi xây dựng). Đồ thị dưới đây cho biết con số phát thải của các dạng nguồn điện, trong đó điện hạt nhân và điện gió chỉ thải ra 12g CO₂ trên mỗi 1 kWh.

So sánh phát thải CO₂ của các loại nguồn điện.

d) Điện hạt nhân thúc đẩy mạnh mẽ khoa học, công nghệ và công nghiệp

Lịch sử thế giới đã chứng minh, các quốc gia đi lên con đường thịnh vượng đều trải qua quá trình phát triển mạnh mẽ khoa học và công nghệ. Nhiều trong những quốc gia đó, phát triển ĐHN đã giúp họ thúc đẩy khoa học công nghệ và công nghiệp. Trước đây, thời kỳ chiến tranh lạnh, hai hệ thống XHCN và TBCN cạnh tranh với nhau, thì 2 lĩnh vực cạnh tranh quan trọng nhất là hạt nhân (từ những năm 50 thế kỷ trước) và vũ trụ (từ những năm 60 thế kỷ trước). Mỹ, Liên Xô, hay Pháp, Đức đã đều phát triển ĐHN, và ĐHN đã góp phần quan trọng trong lĩnh vực khoa học, công nghệ và công nghiệp của các nước đó. Sau này, Hàn Quốc là một ví dụ điển hình, họ đã bắt đầu ĐHN từ những năm 70 (thế kỷ trước), và ngành hạt nhân Hàn Quốc đã rất thành công. Gần đây, Ấn Độ, từ việc phát triển chương trình ĐHN, để tự chủ trong công nghệ hạt nhân, các ngành hoa học nền tảng như vật lý hạt nhân, tự động điều khiển, cơ khí chế tạo, công nghệ hóa học, công nghệ vật liệu v.v. đã phát triển mạnh mẽ trong mấy chục năm qua. Trung Quốc hiện nay cũng là một ví dụ trong việc phát triển khoa học công nghệ hạt nhân. Để có thể làm hạt nhân, cần các ngành nền tảng, và ngược lại, từ ngành hạt nhân, sẽ lan toả sang các ngành khác.

Ngành hạt nhân là một lĩnh vực chứng minh tiềm lực khoa học, công nghệ và công nghiệp của đất nước.

5. Một vài kết luận

Như chúng ta đã thấy, ngành điện hạt nhân thế giới đang thay đổi, chuyển sang giai đoạn phát triển mạnh mẽ trong bối cảnh chống biến đổi khí hậu (sau Hội nghị COP26) và thay đổi địa chính trị trên thế giới. ĐHN là nguồn điện có công suất cao, vận hành ổn định và tin cậy, là nguồn điện sạch, không phát thải khí nhà kính, sẽ đóng góp quan trọng trong giai đoạn chuyển đổi cơ cấu nguồn điện của các nước trên thế giới. Điện từ năng lượng tái tạo là nguồn điện sạch có thể phát triển tốt, tuy nhiên đây là nguồn điện phụ thuộc thời tiết và điều kiện khí hậu. Do đó sự kết hợp giữa ĐHN và năng lượng tái tạo là xu thế sẽ thịnh hành trong tương lai gần.

Việt Nam đã có Chương trình phát triển ĐHN từ trước khi thống nhất đất nước, đã triển khai mạnh mẽ giai đoạn 1996-2009, đặc biệt từ 2010-2016 khi triển khai 2 dự án ĐHN Ninh Thuận. Tuy nhiên hiện nay các dự án ĐHN đã dừng lại (từ 2016). Cho đến nay, trong bối cảnh xu thế chung của thế giới, để có thể đảm bảo cam kết theo COP26, đảm bảo cung cấp điện năng ổn định công suất lớn và đặc biệt là sự không phụ thuộc vào nguồn cung dầu và khí (đảm bảo an ninh năng lượng), có lẽ việc quay lại phát triển ĐHN là vấn đề cần xem xét một cách toàn diện và kỹ lưỡng. Trong trường hợp xem xét đưa ĐHN quay lại, cần chú trọng một số điểm sau đây:

1. Để có thể phát triển ĐHN, cần bắt đầu từ chương trình phát triển ĐHN trên cơ sở lò nước nhẹ (LWR) tiên tiến, thế hệ III+, vì đây là công nghệ thuần thục, đã tích lũy nhiều cơ sở khoa học và kinh nghiệm qua gần 70 năm phát triển, lò nước nhẹ đang và sẽ vẫn là công nghệ phổ biến trên thế giới, và là nền tảng chắc chắn về khoa học, công nghệ, công nghiệp, nguồn nhân lực để phát triển ĐHN. Lò SMR có thể bắt đầu nghiên cứu, chuẩn bị cho tương lai xa, nhưng sẽ không hợp lý nếu bắt đầu lại chương trình ĐHN từ SMR, đặc biệt khi SMR chưa thương mại hóa, chưa được kiểm chứng.
2. Việt Nam đã triển khai thực hiện và có những kết quả đáng kể trong việc thực hiện chương trình ĐHN: Đã có quy hoạch địa điểm (8 địa điểm, trong đó khảo sát kỹ 2 địa điểm Phước Dinh và Vĩnh Hải ở Ninh Thuận), hệ thống pháp quy hạt nhân, đã chuẩn bị và đào tạo nguồn nhân lực, đã triển khai đội ngũ thực hiện dự án v.v. Do đó việc quay lại ĐHN sẽ hợp lý hơn nếu Việt Nam tiếp tục những gì đã có và đã thực hiện từ trước năm 2016.
3. Việc chuẩn bị để phát triển ĐHN là quá trình lâu dài, cần 15-20 năm, do đó cần sớm có chủ trương của Lãnh đạo cấp cao thì mới có thể giữ được nguồn nhân lực và những gì chúng ta đã chuẩn bị và có được từ trước 2016.
4. Xem xét kỹ và lựa chọn đối tác phù hợp để thực hiện các dự án ĐHN.
5. Cần giữ các địa điểm để xây dựng nhà máy ĐHN đã quy hoạch (8 địa điểm), trong đó chú trọng 2 địa điểm tại Ninh Thuận (đã đầu tư và khảo sát kỹ).
6. Việt Nam cần xem xét và tái cơ cấu hệ thống chỉ đạo và các cơ quan tham gia vào Chương trình ĐHN (nếu khởi động lại), phù hợp với thông lệ quốc tế, phát huy hiệu quả để có thể thực hiện một cách tốt nhất và thành công.
7. Việt Nam cần chú trọng xây dựng lại và hoàn thiện hệ thống pháp quy hạt nhân, trước hết là việc sửa Luật Năng lượng nguyên tử, điều chỉnh, trong đó chú trọng hoàn thiện các nội dung liên quan đến ĐHN.
8. Cần xây dựng hệ thống nghiên cứu, ứng dụng (R&D) năng lượng nguyên tử mạnh (để hỗ trợ kỹ thuật), với chú trọng về công nghệ, an toàn ĐHN. Đặc biệt cần xây dựng đội ngũ cán bộ nghiên cứu mạnh, đào tạo đội ngũ chuyên gia giỏi về ĐHN, với các cơ chế đặc thù để khuyến khích những người giỏi, tâm huyết vào ngành hạt nhân.
9. Có cơ chế thu hút đội ngũ chuyên gia hạt nhân ở nước ngoài về Việt Nam làm việc, mời các chuyên gia giỏi quốc tế tham gia vào chương trình (tư vấn, trao đổi, đào tạo nguồn nhân lực, hợp tác với nước ngoài v.v.).
10. Thực hiện tốt công tác thông tin truyền thông, trước hết tập trung vào ứng dụng năng lượng nguyên tử cho phát triển kinh tế xã hội, và sau đó là truyền thông về lợi ích của ĐHN./.

Nguồn tin: https://vinatom.gov.vn