Điện Hạt Nhân Là Một Phần Của Giải Pháp Khí Hậu? | VINATOM

Trang chủ » Hạt Nhân Là Cái Gì » Điện Hạt Nhân Là Một Phần Của Giải Pháp Khí Hậu? | VINATOM

Có thể bạn quan tâm

TÌM KIẾM Trang chủ Tin Tổng hợp Điện hạt nhân là một phần của giải pháp khí hậu?
  • Tin tức
  • Tin Tổng hợp

Đầu tư vào các lò phản ứng hạt nhân thế hệ tiếp theo được xem là biện pháp quan trọng giúp thế giới giảm lượng khí thải carbon.

Khi khí hậu liên tục ấm dần lên, hơn 50 quốc gia cùng cam kết đạt mức phát thải khí nhà kính “bằng không” vào năm 2050. Số lượng các nhà máy điện than đang giảm dần và các nguồn năng lượng sạch như năng lượng mặt trời và gió đang phát triển nhanh chóng. Theo khảo sát được thực hiện vào năm 2020, sản lượng điện sinh ra từ các nguồn tái tạo ở Hoa Kỳ, bao gồm thủy điện và địa nhiệt đang cao hơn điện than và hiện chỉ đứng sau khí đốt.

Đáng chú ý hơn cả trong sự bùng nổ của năng lượng không phát thải carbon là năng lượng hạt nhân vốn đã bị đình trệ trong nhiều thập kỷ qua. Hầu hết các lò phản ứng đang hoạt động đều được xây dựng từ những năm 1970 và nhiều lò phản ứng ở Hoa Kỳ và Châu Âu đã đóng cửa. Trên toàn thế giới có khoảng 450 lò phản ứng, tạo ra 10% tổng lượng điện tiêu thụ hiện nay, con số này đã giảm hơn 15% so với năm 2005. Năng lượng hạt nhân ở phương Tây được dự đoán sẽ sụp đổ giống như điện than trừ khi các lò phản ứng cũ được thay thế bằng các nhà máy mới.

Bất chấp những lo ngại lâu nay về sự an toàn, năng lượng hạt nhân được kì vọng sẽ đóng vai trò quan trọng trong một thế giới không phát thải carbon.

Một nghiên cứu gần đây được tài trợ bởi Quỹ Bảo vệ Môi trường và Thúc đẩy Không khí Sạch đã kết luận để đáp ứng cam kết không carbon vào năm 2045, bang California cần nguồn điện không chỉ “sạch” mà còn phải “ổn định”. Điều đó có nghĩa là “nguồn điện không phụ thuộc vào thời tiết”. Đây cũng là mong muốn chung của nhiều nước trên thế giới và hạt nhân cung cấp một nguồn năng lượng tương đối ổn định.

Các nhà máy điện hạt nhân không phụ thuộc vào nguồn cung cấp than hoặc khí đốt, nơi mà sự gián đoạn trong thị trường hàng hóa có thể dẫn đến giá điện tăng vọt, như trường hợp đã từng xảy ra vào mùa đông năm nay ở châu Âu. Các nhà máy điện hạt nhân cũng không phụ thuộc vào thời tiết. Năng lượng mặt trời và gió có rất nhiều tiềm năng, nhưng để trở thành nguồn năng lượng đáng tin cậy, chúng ta cần có pin tiên tiến và hệ thống quản lý lưới điện công nghệ cao để cân bằng mức độ phát điện khác nhau khi nhu cầu tăng đột biến.

Tổng thống Pháp Emmanuel Macron tại buổi thuyết trình về kế hoạch đầu tư ‘France 2030’, bao gồm tài trợ cho nghiên cứu và phát triển điện hạt nhân ở Paris, ngày 12 tháng 10 năm 2021. Ảnh: LUDOVIC MARIN

Mức độ phát thải carbon do năng lượng hạt nhân tạo ra ngang bằng với năng lượng mặt trời và gió, đặc biệt là khi xem xét vòng đời hoàn chỉnh của một nhà máy. Cả năng lượng mặt trời và gió đều tạo ra điện không phát thải carbon sau khi được vận hành và hoạt động, nhưng lại đòi hỏi một khoản đầu tư đáng kể trước đó. Các tấm pin mặt trời dựa vào kim loại được khai thác và tuabin gió trung bình hiện nay chiếm khoảng 200 tấn thép trở lên. Tất nhiên chúng ta hoàn toàn có thể sản xuất loại thép này mà không tạo ra khí thải tuy nhiên những công nghệ hiện nay chưa cho phép chúng ta thực hiện điều đó.

Thách thức môi trường lớn nhất của điện hạt nhân là chất thải tạo ra đòi hỏi hàng nghìn hoặc hàng chục nghìn năm lưu trữ an toàn.

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ước tính tổng lượng chất thải hạt nhân của quốc gia này đủ bao phủ một sân bóng đá với độ dày 10 thước Anh. Ngược lại, carbon dioxide, một loại khí không màu, không mùi, thường được thải trực tiếp vào khí quyển, ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu.

Diện tích của một nhà máy hạt nhân nhỏ hơn nhiều so với các đập và các mảng pin mặt trời. Hạt nhân thậm chí có thể có lợi thế lớn về khí nhà kính so với “năng lượng sinh học”, bởi năng lượng sinh học thải ra nhiều carbon dioxide để sản xuất nhiên liệu từ vật liệu hữu cơ và thủy điện tạo ra hàng tấn carbon dioxide từ việc xây dựng các đập lớn, đồng thời giải phóng một lượng lớn khí mêtan do xác thực vật phân hủy trong các hồ chứa.

Tháng 11 năm 2021, gói cơ sở hạ tầng của Hoa Kỳ đã dành 2,5 tỷ đô la để nghiên cứu và phát triển các công nghệ hạt nhân mới.

Với những lợi thế này, các chính phủ trên thế giới đã bắt đầu có cái nhìn khác về điện hạt nhân. Tổng thống Joe Biden đã dành gói cơ sở hạ tầng trị giá 1,2 nghìn tỷ USD bao gồm 6 tỷ USD trợ cấp để kéo dài tuổi thọ cho các nhà máy hạt nhân hiện có và dành 2,5 tỷ USD cho nghiên cứu và phát triển công nghệ hạt nhân mới.

Ở Pháp, như một phần của nỗ lực “tái công nghiệp hóa”, chính phủ sẽ chi 1,13 tỷ đô la cho nghiên cứu và phát triển năng lượng hạt nhân vào năm 2030. Trọng tâm là phát triển một thế hệ lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) mới để thay thế các bộ phận của nhà máy hiện có dự kiến sẽ cung cấp khoảng 70% lượng điện của cả nước.

Chính phủ liên minh mới của Hà Lan coi năng lượng hạt nhân là “sự bổ sung” cho năng lượng mặt trời, gió và địa nhiệt trong hỗn hợp năng lượng carbon thấp. Hà Lan đang kéo dài tuổi thọ của một nhà máy điện hạt nhân và thực hiện các bước để xây dựng hai lò phản ứng mới, đồng thời đặt 566 triệu USD cho mục tiêu đó. Và mới đây, trong một động thái gây tranh cãi, Liên minh Châu Âu đã đề xuất phân loại hạt nhân là nguồn năng lượng “xanh” cho các mục đích tài trợ, “nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi hướng tới một tương lai chủ yếu dựa trên năng lượng tái tạo”.

Trong khi đó, Trung Quốc dự định xây dựng hơn 150 lò phản ứng mới trong 15 năm tới và sẽ vượt Hoa Kỳ trở thành nhà sản xuất điện hạt nhân lớn nhất thế giới trong vòng 5 năm. Trong thập kỷ qua, Trung Quốc đã đầu tư khoảng 470 triệu USD vào các lò phản ứng muối nóng chảy, một công nghệ sử dụng nhiên liệu ở trạng thái lỏng chứ không phải ở dạng thanh rắn, nhằm giảm nguy cơ bị chảy. Hoa Kỳ đã thử nghiệm công nghệ này vào những năm 1960 nhưng lại từ bỏ bởi vấn đề chi phí. Trung Quốc hiện đang xây dựng lò phản ứng muối nóng chảy đầu tiên sử dụng thori làm nhiên liệu, thay vì plutonium hoặc uranium. Một lợi thế nữa là thorium tích tụ dưới dạng chất thải trong các mỏ đất hiếm đang phát triển của Trung Quốc giúp tiết kiệm đáng kể chi phí.

Một cơ sở thử nghiệm xử lý nhiên liệu tại Terrapower, Công ty Năng lượng hạt nhân do Bill Gates thành lập. Ảnh: TERRAPOWER

Hạt nhân không phải là nguồn điện carbon thấp, ổn định duy nhất. Năng lượng địa nhiệt, lấy nhiệt dưới bề mặt trái đất, đáp ứng cả ba tiêu chí. Thủy điện, sử dụng dòng chảy của nước để tạo ra điện, ổn định, mặc dù các hồ chứa thường có diện tích lớn. Đập có thể đóng vai trò như pin tự nhiên: Nước có thể được bơm lên hồ chứa khi nguồn cung cấp năng lượng mặt trời và năng lượng gió nhiều và nhu cầu thấp; sau đó được sử dụng để tạo ra điện vào một ngày tĩnh lặng khi mặt trời không chiếu sáng và nhu cầu về điện tăng đột biến.

Những lựa chọn thay thế này không đồng nghĩa với việc năng lượng hạt nhân không có cơ hội phát triển. Iceland đã sản xuất điện carbon thấp từ rất lâu trước khi biến đổi khí hậu trở thành mối quan tâm và năng lượng mặt trời và gió trở nên rẻ mạt. Quốc gia này từng nhập khẩu than để sản xuất điện, trước khi mở rộng sản xuất thủy điện từ những năm 1950. Ngày nay, 3/4 sản lượng điện của Iceland sinh ra từ thủy điện và 1/4 được lấy từ địa nhiệt.

Các quốc gia từng “phủ nhận” điện hạt nhân một cách rõ ràng đã phải trả một cái giá đắt cho kinh tế và khí hậu. Áo sản xuất 60% sản lượng điện từ các nhà máy thủy điện dọc theo sông Danube và trên dãy núi Alps, và nước này từng tích hợp lượng điện này vào lưới điện châu Âu một cách ổn định nhờ vào nhà máy hạt nhân ngay bên kia biên giới. Đất nước này đã xây dựng lò phản ứng hạt nhân duy nhất của mình vào những năm 1970, nhưng trong một cuộc trưng cầu dân ý vào năm 1978, người Áo đã gay gắt bỏ phiếu không tán thành việc tái khởi động lại nhà máy. Thay vào đó, Áo cho xây dựng một nhà máy nhiệt điện than, và hậu quả là nhà máy lại trở thành một trong những nơi phát thải carbon dioxide nhiều nhất trong nước và là nguồn ô nhiễm không khí chính trong hơn ba thập kỷ. Hiện nay nhà máy này đã được chuyển đổi thành khí đốt vào năm 2019.

Câu chuyện tiếp theo kể về Đức – cường quốc công nghiệp của Châu Âu. Trước năm 2011, điện hạt nhân chiếm khoảng 25% sản lượng điện của Đức. Quốc gia này không xây dựng thêm bất kì một lò phản ứng mới nào kể từ cuối những năm 1980, do ảnh hưởng bởi sự cố hạt nhân Chernobyl ở Liên Xô năm 1986, nhưng rồi lại phải lên kế hoạch vận hành hầu hết các lò phản ứng của mình đến những năm 2030.

Lò phản ứng hạt nhân Chernobyl vài ngày sau khi bị phá hủy bởi một tai nạn vào ngày 26 tháng 4 năm 1986. Ảnh: HỘI BÁO CHÍ

Sau đó là sự cố nhà máy điện hạt nhân Fukushima xảy ra vào ngày 11 tháng 3 năm 2011 gây ra bởi trận động đất mạnh nhất chưa từng được ghi nhận ở Nhật Bản. Không giống như Chernobyl, tai nạn này không gây ra bất kì thiệt hại đáng kể nào về tính mạng và các vấn đề sức khỏe lâu dài. Báo cáo của Liên hợp quốc năm 2021 từng khẳng định sự cố tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima không gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người dân Fukushima do tiếp xúc với phóng xạ. Vào năm 2018, một cựu công nhân tại nhà máy Fukushima đã chết vì ung thư, tuy nhiên trước đó chưa từng ghi nhận trường hợp nào như vậy đối với cả những người dân sống xung quanh, hay những người sống gần lò phản ứng.

Sau khi vụ việc xảy ra, việc Nhật Bản quyết định đóng cửa các nhà máy hạt nhân thay vì loại bỏ than đá đã dẫn đến việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch tăng lên, tạo ra ô nhiễm không khí dẫn đến cái chết của hàng nghìn người. Điều này hoàn toàn trái ngược với thành tích an toàn của các lò phản ứng ở phương Tây, nơi những lò có thiết kế và quy định an toàn khiến chúng an toàn hơn nhiều so với các lò phản ứng cũ của Liên Xô như lò ở Chernobyl.

Nỗi lo sợ về tai nạn hạt nhân là có thật và chính đáng. Điều đáng lo ngại là 9 lò phản ứng kiểu Chernobyl vẫn đang hoạt động ở Nga với những sửa đổi và việc giám sát theo quy định cũng như các điều khoản về an toàn luôn có hiệu quả. Ngay cả tai nạn Fukushima, hay tai nạn đảo Three Mile ở Pennsylvania năm 1979 cũng có thể được coi là một thành công trên mặt trận an toàn.

Một nhà máy điện than gần Aachen, Đức, ngày 28 tháng 12 năm 2021. Sau thảm họa Fukushima, Đức đã đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân và phụ thuộc nhiều hơn vào than. Ảnh: HENNING KAISER

Sau vụ tai nạn ở Fukushima, Hoa Kỳ tái khẳng định cam kết đã tuyên bố trước đây đối với năng lượng hạt nhân, trong khi Đức lại đóng cửa gần một nửa lò phản ứng hạt nhân ngay lập tức và đẩy nhanh quá trình loại bỏ hạt nhân. Năm 2020, Đức sản xuất khoảng 10% điện năng của Đức sản xuất từ năng lượng hạt nhân, giảm 25% so với thời kì trước vụ tại nạn ở Fukushima; ba lò phản ứng cuối cùng của đất nước dự kiến ​​đóng cửa trong năm nay. Kết quả là Đức thải ra hơn 8 tấn carbon dioxide/người, nhiều hơn hẳn so với Pháp – đất nước phát triển các nhà máy điện hạt nhân.

Chính phủ liên minh mới của Đức đã tăng cường kế hoạch lọai bỏ than đá từ năm 2030 đến năm 2038 như một phần của quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch đầy tham vọng. Mặc dù vậy, việc phụ thuộc vào than sau vụ Fukushima đã dẫn đến hậu quả là hàng trăm triệu tấn carbon dioxide và hàng nghìn người chết vì ô nhiễm không khí.

Năng lượng hạt nhân bị đình trệ ở phương Tây cũng bởi vì chi phí cao, một phần liên quan đến các biện pháp an toàn. Trong khi năng lượng mặt trời và gió ngày càng rẻ thì năng lượng hạt nhân ngày càng đắt hơn. Hiện tại, Hoa Kì đang xây dựng hai lò phản ứng mới với tổng chi phí hơn 28 tỷ USD, gần gấp đôi so với dự kiến ​​ban đầu. Pháp hiện chỉ đang xây dựng một lò phản ứng, sẽ đi vào hoạt động vào cuối năm nay; và đã tiêu tốn 21,5 tỷ đô la, thay vì 3,9 tỷ đô la ngân sách như ban đầu đồng thời chậm hơn một thập kỷ so với kế hoạch. Vương quốc Anh có hai lò phản ứng hiện đang được xây dựng với tổng chi phí 30 tỷ đô la, vượt xa khoản đầu tư 516 triệu đô la của quốc gia này vào nghiên cứu và phát triển các lò phản ứng mô-đun nhỏ.

Bill Gates, người thành lập công ty năng lượng hạt nhân TerraPower vào năm 2006. 

Ảnh: LEON NEAL

SMR và các công nghệ mới khác là hy vọng của ngành công nghiệp hạt nhân. Một trọng tâm của nghiên cứu hiện nay là sử dụng các vật liệu phân hạch mới như thorium, dồi dào hơn, tạo ra ít chất thải hơn và không có ứng dụng quân sự trực tiếp. Các công nghệ khác sử dụng chất thải hạt nhân hiện có làm nguồn nhiên liệu. Đầu tiên, việc quay lưng lại với các lò phản ứng lớn đối với SMR có thể làm tăng chi phí cho mỗi tổ máy được tạo ra, nhưng sẽ mở ra các mô hình tài chính mới cho phép giảm chi phí, với các lò phản ứng theo thiết kế thống nhất thay vì được thiết kế từng cái một. Việc xây dựng nhiều lò phản ứng nhỏ cũng cho phép học hỏi kinh nghiệm nhiều hơn. Đây là một mô hình được Trung Quốc tích cực theo đuổi và như một phần của Sáng kiến Vành đai và Con đường ở nước ngoài.

Không có công nghệ mới nào trong số những công nghệ mới này chắc chắn sẽ cạnh tranh về mặt kinh tế. Công ty TerraPower do Bill Gates thành lập đã nghiên cứu trên các lò phản ứng tự nhiên trong hơn một thập kỷ và gần đây đã thêm một thiết kế muối nóng chảy vào hỗn hợp, với kì vọng tạo ra sự khác biệt thực sự nếu hoạt động tốt. Vấn đề là phải thử.

Sự hỗ trợ của Chính phủ cho nghiên cứu về điện hạt nhân không thể thay thế cho việc phát triển nhanh chóng điện mặt trời và điện gió. Hỗ trợ cho việc tìm kiếm các công nghệ hạt nhân mới cũng giống như đầu tư vào các công nghệ thu giữ carbon dioxide trong khói thuốc hoặc trực tiếp từ không khí: Chúng không phải là sự thay thế cho việc cắt giảm lượng khí thải carbon hiện nay, nhưng cả hai sẽ đều cần thiết để đạt được các mục tiêu đầy tham vọng về khí hậu.

Điện hạt nhân đi kèm với rủi ro. Một hành tinh đang nóng lên cũng vậy. Chi phí cao của điện hạt nhân ngày nay không phản ánh kết quả có thể đạt được trong vài thập kỉ tới, khi thế giới đang cung cấp năng lượng cho lưới điện chỉ bằng các công nghệ carbon thấp. Vì lý do an ninh năng lượng và biến đổi khí hậu, các chính phủ ở phương Tây, Trung Quốc và hơn thế nữa nên tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển hạt nhân.

Biên dịch: Trần Thiện Phương Anh, Ban KH&QLKH

THÔNG BÁO

Tuyển Nghiên cứu sinh đợt 2 năm 2024

02/10/2024

Chương trình Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân cán bộ trẻ lần thứ VIII

25/09/2024

Thông báo về việc tuyển chọn tổ chức, cá nhân chủ trì thực hiện nhiệm vụ khoa học và công...

25/09/2024

Lớp học Jined 2024 về công nghệ nhà máy điện hạt nhân

05/09/2024

Thông báo tuyển chọn tổ chức, cá nhân chủ trì và thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ...

20/08/2024

Thông báo về Kết quả xét đạt tiêu chuẩn chức danh phó giáo sư tại Hội đồng Giáo sư cơ...

26/07/2024

Thông báo số 2: Hội nghị KHCNHN cán bộ trẻ ngành NLNT lần thứ 8

19/07/2024

Thông báo về Lịch các phiên họp đánh giá báo cáo tổng quan và năng lực ngoại ngữ của các...

04/07/2024

Quyết định về việc bổ nhiệm các chức danh Chủ tịch, Phó Chủ tịch, Thư ký Hội đồng Giáo sư...

20/05/2024

Thông báo về việc đề cử thành viên tham gia Hội đồng Giáo sư cơ sở năm 2024

13/05/2024

ĐA PHƯƠNG TIỆN

video

Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt đóng góp cho phát triển kinh tế – xã hội

25/03/2024

LIÊN KẾT WEBSITE

Chọn Website liên kếtChính phủCơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tếBộ Khoa học và Công nghệCục Năng lượng nguyên tửCục An toàn bức xạ &hạt nhânViện Nghiên cứu hạt nhânViện Khoa học và kỹ thuật hạt nhânViện Công nghệ xạ hiếmTrung tâm Hạt nhân TP. Hồ Chí MinhTrung tâm Đào tạo hạt nhânTrung tâm Đánh giá không phá hủyTrung tâm Chiếu xạ Hà NộiTrung tâm Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệpTrung tâm Nghiên cứu và triển khai công nghệ bức xạ

Cơ quan chủ quản: Bộ Khoa học và Công nghệ Bản quyền thuộc về: Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam

Địa chỉ: 59 Lý Thường Kiệt, Hoàn Kiếm, Hà Nội Điện thoại: (024) 39422756 – Fax: (024) 39422625 Email: vanphongvien@vinatom.gov.vn, hq.vinatom@vinatom.gov.vn

Khách Online: 126

Lượt truy cập: 5796132

Từ khóa » Hạt Nhân Là Cái Gì