Sau sự cố điện hạt nhân năm 2011 tại Fukushima Daiichi Nhật Bản, thế giới đã dấy lên sự lo ngại về phát triển điện hạt nhân (ĐHN). Tuy nhiên, với nhiều ưu điểm, ĐHN vẫn chiếm tỷ trọng đáng kể trong cơ cấu nguồn điện của nhiều quốc gia. Bài viết dưới đây sẽ đề cập đến bức tranh tổng thể về phát triển ĐHN trên thế giới và Việt Nam, từ đó kiến nghị cần tiếp tục đưa ĐHN vào Quy hoạch điện VIII.
Thế giới vẫn cần phát triển điện hạt nhân
Nhiều nước phát triển trên thế giới đều sử dụng ĐHN. Đa số các tổ máy ĐHN dừng hoạt động là do đã hết hoặc gần hết thời gian sử dụng và thuộc các thế hệ cũ. Các quốc gia phát triển ĐHN cũng đã kiểm tra, bổ sung thiết bị đảm bảo an toàn và tiếp tục hoàn thiện, nối lưới các tổ máy ĐHN thế hệ mới (thế hệ 3, 3+) công suất lớn hơn (≥ 1.000MW).
Sau sự cố Fukushima, từ năm 2012 đến tháng 8/2020, toàn thế giới đã đóng cửa vĩnh viễn 49 tổ máy/ 34.678MW, nhưng đã hòa lưới 53 tổ máy/51.798MW, khởi công xây dựng 46 tổ máy/49.613MW. Tính đến tháng 8/2020 có 35 quốc gia và vùng lãnh thổ xây dựng nhà máy ĐHN, với tổng số 442 lò phản ứng đang vận hành, tổng công suất đặt 391.685 MW. Trong đó, Mỹ đứng đầu với 95 lò phản ứng ĐHN, tổng công suất 97.154 MW, tiếp theo là Pháp, Trung Quốc, Nga, Nhật, Hàn Quốc, Ấn Độ, Canada... và 53 lò phản ứng ĐHN đang xây dựng với tổng công suất 56.210MW.
Ấn Độ và Trung Quốc là 2 quốc gia phát triển mạnh điện hạt nhân. Ấn Độ đang vận hành 22 lò phản ứng ĐHN, với tổng công suất 5.308 MW, 7 lò phản ứng ĐHN đang xây dựng và 24 lò đang có kế hoạch xây dựng trong tương lai gần, dự kiến sẽ đạt 14.600 MW vào năm 2024 và 63.000 MW vào năm 2032, tiến tới cung cấp 25% sản lượng điện năng từ ĐHN vào năm 2050.
Ảnh minh họa
Trung Quốc đang vận hành 49 lò phản ứng, đang xây dựng 10 lò, chiếm gần 19% các dự án ĐHN đang xây dựng trên thế giới. Với mục đích giảm ô nhiễm môi trường từ các nhà máy nhiệt điện than, cùng với phát triển năng lượng gió, mặt trời và địa nhiệt, Trung Quốc tham vọng tăng 3 lần công suất ĐHN đạt ít nhất 58.000 MW vào năm 2020-2021 và 150.000 MW vào năm 2030.
Hiện nay, có hai loại công nghệ được sử dụng trong các nhà máy ĐHN thế giới là lò áp lực (PWR) và lò tầng sôi (BWR). Lò áp lực chiếm 51,8% về số lượng và 72,5% về công suất đặt. Tiếp theo là lò tầng sôi chiếm 14,7% về số lượng và 16,75 % về công suất đặt.
Trong năm 2018, lần đầu tiên các tổ máy ĐHN tiên tiến thuộc thế hệ 3+ (VVER-1200/AES 2006 của Nga; AP 1000 của Mỹ; EPR- 1750 của Pháp…) được đưa vào vận hành tại Nga và Trung Quốc. Đồng thời thế hệ lò 3+ cũng được tiếp tục khởi công xây dựng ở các nước: Thổ Nhĩ Kỳ, Anh, Nga, Bangladesh. Thế hệ 3+ đã đáp ứng yêu cầu cao nhất về an toàn (hiện nay các lò trên thế giới đang vận hành đều là thế hệ 3 trở xuống); kết hợp một cách hợp lý các hệ thống an toàn theo nguyên lý chủ động và thụ động đảm bảo an toàn cao trong quá trình vận hành nhà máy. Trong trường hợp xảy ra sự cố, lò phản ứng được thiết kế hệ thống bẫy vùng hoạt (core-catcher) để lưu giữ nhiên liệu nóng chảy ở đáy lò và được làm mát bởi các hệ thống cấp nước thụ động. Chất phóng xạ được giữ trong đáy lò, sẽ không thể phát tán ra môi trường.
Song song với việc phát triển các tổ máy ĐHN thương mại công suất lớn, các nước Nga, Mỹ, Trung Quốc và Ấn Độ đang tăng cường nghiên cứu và phát triển các công nghệ ĐHN mới thế hệ thứ 4 như công nghệ lò phản ứng mô-đun nhiệt độ cao làm mát bằng khí, lò phản ứng Neutron nhanh... các lò phản ứng cỡ nhỏ cho nhà máy ĐHN nổi.
ĐHN có những đóng góp quan trọng vào tổng sản lượng điện của quốc gia có điện hạt nhân. Năm 2019 sản lượng ĐHN tăng 113 tỷ kWh so với năm 2018, tăng 330 tỷ kWh so với năm 2012, chiếm 10,35% sản lượng điện thế giới. Các quốc gia có ĐHN dẫn đầu thế giới là: Mỹ, Pháp, Trung Quốc, Nga, Hàn Quốc... Tuy nhiên, nếu tính tỷ trọng ĐHN trong tổng sản lượng điện quốc gia, Pháp là nước đứng đầu. Năm 2019, tỷ trọng ĐHN của Pháp chiếm 70,6% tổng sản lượng điện; tiếp theo là Slovakia và Ukraina: 53,9%,... Mỹ là nước đứng đầu thế giới về số lượng tổ máy ĐHN và tổng sản lượng ĐHN chiếm 30,25% tổng sản lượng ĐHN thế giới, nhưng sản lượng ĐHN chỉ đóng góp 19,7% tổng sản lượng điện của nước Mỹ.
Việt Nam cần phát triển điện hạt nhân vì mục tiêu an ninh năng lượng
Đối với Việt Nam, việc nghiên cứu xây dựng nhà máy ĐHN dựa trên các ưu điểm sau: Đa dạng hóa nguồn năng lượng, chủ yếu công suất nền, chiếm tỉ trọng lớn và ổn định, đảm bảo an ninh năng lượng, đáp ứng nhu cầu điện năng cho phát triển KT-XH, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, khi đã khai thác hầu hết các tiềm năng về thủy điện và nhiên liệu hóa thạch; đảm bảo tính kinh tế khi cạnh tranh với các loại nhiên liệu nhập khẩu, có thể dự trữ nhiên liệu cho nhiều năm và không phụ thuộc vào vấn đề vận chuyển nhiên liệu.
ĐHN cũng góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu, thay thế dần các nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch và có thể tạo tiềm năng thu tài chính từ việc giảm phát thải khí CO2. Ưu điểm này là tuyệt đối so với các nguồn hóa thạch khác.
Ngoài ra, ĐHN cũng thúc đẩy phát triển tiềm lực khoa học kỹ thuật và công nghệ, phát triển cơ sở hạ tầng không chỉ trong ngành Năng lượng nguyên tử, ngành Điện mà còn thúc đẩy nhiều ngành công nghiệp và kinh tế khác.
Tuy nhiên, cũng có những khó khăn thách thức đối với quốc gia lần đầu tiên xây dựng nhà máy ĐHN như rào cản tâm lý lo ngại về tính an toàn của nhà máy ĐHN, nên cần có sự đồng thuận của công chúng và các quyết sách mạnh mẽ của Chính phủ.
Tiềm ẩn rủi ro về an toàn hạt nhân nên cần phải thận trọng lựa chọn công nghệ tiên tiến, an toàn cao nhất và có tính kiểm chứng (công nghệ 3+ đã lựa chọn cho các dự án ĐHN Ninh Thuận, đã được khởi công xây dựng và vận hành). Cần đảm bảo đầy đủ cơ sở hạ tầng đặc biệt là văn bản quy phạm pháp luật và xây dựng phát triển đội ngũ chuyên gia về ĐHN cũng như Văn hóa an toàn ĐHN. Cần thời gian chuẩn bị dự án do công nghệ phức tạp; vốn đầu tư lớn mặc dù chi phí nhiên liệu thấp, dẫn đến gặp khó khăn trong thu xếp vốn đầu tư.