Khó có giải pháp thay thế năng lượng hạt nhân

Tính đến tháng 10/2023, trên thế giới có khoảng 450 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động, cung cấp khoảng 10% tổng sản lượng điện và khoảng 4% tổng các nguồn năng lượng toàn cầu.

Hiện nay, có 60 lò phản ứng hạt nhân đang được xây dựng và 110 dự án mới đang được các nước lên kế hoạch thực hiện.

Điều này cho thấy, để cụ thể hóa mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 (Net Zero), thế giới rất khó có giải pháp thay thế cho năng lượng hạt nhân, đặc biệt trong bối cảnh xung đột Nga-Ukraine và Israel-Hamas đang diễn ra.

Theo Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), tính đến ngày 1/8/2023, Mỹ có 93 lò phản ứng (54 nhà máy điện hạt nhân) đang hoạt động với tổng công suất lắp đặt thực là 95.523 MW. Năm 2021, các tổ máy điện hạt nhân của Mỹ tạo ra 778 tỷ kWh, ít hơn 1,5% so với năm 2020. Tỷ trọng sản xuất điện hạt nhân trong tổng sản lượng điện giảm và còn 18,9% so với 19,7% vào năm 2020.

Nhà máy điện hạt nhân Rostov của Nga.

Hầu hết các nhà máy điện hạt nhân đang hoạt động tại Mỹ đều được xây dựng từ năm 1967 – 1990. Sau vụ tai nạn ở Nhà máy Điện hạt nhân Three Mile Island năm 1979, khủng hoảng trong ngành năng lượng hạt nhân ở Mỹ bắt đầu gia tăng, gắn liền với việc thu hồi vốn chậm của các nhà máy điện hạt nhân và cạnh tranh với các nhà máy than, khí đốt. Kể từ năm 1996, tại Mỹ, chỉ có một lò phản ứng mới được đưa vào sử dụng. Đội ngũ nhà máy điện hạt nhân tiếp tục già đi, với độ tuổi trung bình là 41,6 tuổi, một trong những chỉ số già nhất đối với các ngành sản xuất trên thế giới. Hiện, chỉ có nhà máy điện hạt nhân AP-1000 mới đang tiếp tục được xây dựng tại bang Georgia. Cùng với tuyên bố chính sách hướng tới năng lượng “sạch”, Mỹ không từ bỏ năng lượng hạt nhân. Bộ Năng lượng Mỹ gần đây đã đề xuất tăng gấp ba lần công suất của các nhà máy điện hạt nhân trong nước, với tổng công suất 200 GW thế hệ hạt nhân mới vào năm 2050 để bảo đảm Net Zezo. Chương trình ước tính trị giá hơn 700 tỷ USD. Để đạt được mục tiêu này, Mỹ cần đưa vào vận hành tổng sản lượng 13 GW đối với các nhà máy điện hạt nhân mỗi năm, bắt đầu từ năm 2030.

Trong khi đó, tại châu Âu, một nhóm quốc gia, dẫn đầu là Pháp, hiểu rõ triển vọng phát triển năng lượng hạt nhân và đề xuất đưa năng lượng hạt nhân vào Hệ thống phân loại châu Âu (một hệ thống phân loại được tạo ra để làm rõ những khoản đầu tư mang tính thân thiện môi trường bền vững trong khuôn khổ Thỏa thuận Xanh châu Âu) và công nhận điện hạt nhân là năng lượng xanh. Trong thông điệp gửi Ủy ban châu Âu (EC) hồi tháng 10/2021, các nước Bulgaria, Croatia, Cộng hòa Czech, Phần Lan, Pháp, Hungary, Ba Lan, Romania, Slovakia và Slovenia nêu rõ: “Năng lượng hạt nhân là an toàn và sáng tạo. Hơn 60 năm qua, công nghiệp hạt nhân châu Âu đã chứng minh được độ tin cậy và an toàn của mình. Công nghiệp này tạo ra một triệu việc làm có trình độ cao ở châu Âu”. Ngược lại, một tháng sau đó, trong bức thư gửi EC, 16 chính trị gia từ 8 quốc gia châu Âu, nổi bật nhất là Đức và Austria, đã đưa ra yêu cầu ngược lại khi nhấn mạnh: “Tương lai thuộc về năng lượng tái tạo”. Tuy nhiên, vào tháng 7/2022, điện hạt nhân vẫn được đưa vào Phân loại của EU trong Đạo luật ủy quyền bổ sung.

Đối với Pháp, nước này đang đẩy mạnh các hoạt động đầu tư ra nước ngoài. Tháng 10/2021, Tập đoàn Điện lực của Pháp (EDF) đệ trình lên Chính phủ Ba Lan đề xuất xây dựng 4-6 tổ máy thế hệ thứ ba (EPR). Tuy nhiên, một số vấn đề từ quá trình xây dựng ở Phần Lan như chậm đưa vào vận hành khiến Ba Lan từ chối đề xuất của Pháp. Các công ty Hàn Quốc hoặc Mỹ có thể được chọn cho các dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân ở Ba Lan. Tháng 4/2021, EDF đệ trình đề xuất khả thi về Nhà máy Điện hạt nhân Jaitapur ở Ấn Độ với sáu lò phản ứng EPR tới Tập đoàn hạt nhân NPCIL của Ấn Độ. Thỏa thuận hiện đang được thống nhất.

Còn tại Nga, Tập đoàn Rosenergoatom hiện đang vận hành 11 nhà máy điện hạt nhân, khai thác 37 tổ máy với tổng công suất lắp đặt trên 29,5 GW. Về sản xuất, Nga đứng thứ tư trên thế giới. Năm 2022, các nhà máy điện hạt nhân của Nga lập kỷ lục sản xuất với 223,371 tỷ kWh. Nga cũng dẫn đầu thế giới về xây dựng nhà máy điện hạt nhân ở nước ngoài, chiếm 70% thị trường toàn thế giới. Năm 2021, năm tổ máy VVER-1200 được xây dựng, bao gồm ở Trung Quốc, Ấn Độ và Thổ Nhĩ Kỳ, đưa số dự án Nga đã và đang xây dựng ở nước ngoài đến nay lên 23/60 nhà máy điện hạt nhân trên toàn cầu. Theo Tạp chí Power của Mỹ, Nhà máy điện Novovoronezh của Nga có lò phản ứng VVER-1200 thế hệ 3 đã chiến thắng giải ở hạng mục “Nhà máy tốt nhất” năm 2017. Tổ máy này dựa trên những thành tựu và phát triển mới nhất, đáp ứng mọi yêu cầu an toàn sau Fukushima (vì thế gọi là lò phản ứng thế hệ 3 ). Đây là loại đầu tiên và duy nhất cho đến nay có sự kết hợp giữa các tính năng an toàn chủ động và thụ động. Tập đoàn Nga Rosatom hiện đứng thứ hai thế giới về sản xuất uranium, khai thác khoảng 7 nghìn tấn mỗi năm (chiếm 15% thị trường thế giới). Nửa đầu năm 2023, Mỹ mua 416 tấn uranium từ Nga, gấp 2,2 lần so với cùng kỳ năm 2022, mức tối đa kể từ năm 2005 và chiếm 32% nhu cầu nhiên liệu hạt nhân của Mỹ.

Tại châu Á, Trung Quốc hiện là quốc gia dẫn đầu về tốc độ xây mới. Tính đến tháng 10/2023, Trung Quốc có 55 lò phản ứng đang hoạt động với tổng công suất trên 53 GW. Năm 2021, các nhà máy điện hạt nhân sản xuất ra 383,2 tỷ kWh ở Trung Quốc, chiếm 5% lượng điện của nền kinh tế thứ hai thế giới, gần bằng năm 2020. Trung Quốc có ngành công nghiệp hạt nhân trẻ nhất. Vào tháng 3/2022, Cơ quan năng lượng quốc gia của Trung Quốc công bố kế hoạch đặt mục tiêu tăng công suất của ngành lên 70 GW vào năm 2025. Tính đến năm 2023, Trung Quốc xây dựng 25 tổ máy với công suất 20.932 MW. Năm 2021, Trung Quốc xây dựng ba tổ máy điện mới (Trường Giang-3 và 4 và Sanaocun-2) với lò phản ứng Hualong One (Rồng Trung Quốc), HPR-1000, dự án lò phản ứng nước điều áp thế hệ thứ ba. Trung Quốc có kế hoạch sử dụng dự án này làm cơ sở cho việc phát triển năng lượng hạt nhân và xuất khẩu công nghệ.

Trong khi đó, trước sự cố tại Nhà máy Điện hạt nhân Fukushima số 1 của Công ty Điện lực Tokyo vào tháng 3/2011, ngành công nghiệp điện hạt nhân của Nhật Bản chiếm khoảng 30% tổng sản lượng điện của nước này. Sau sự cố, Nhật Bản đã quyết định ngừng hoạt động của các lò phản ứng đang hoạt động cũng như dừng xây thêm các lò phản ứng mới. Tuy nhiên, vào tháng 8/2022, Thủ tướng Nhật Bản Kishida Fumio cho biết sẽ khởi động lại các nhà máy điện hạt nhân đang dừng hoạt động. Ông đã chỉ đạo một hội đồng chính phủ nghiên cứu việc sử dụng các lò phản ứng hạt nhân thế hệ tiếp theo trang bị các cơ chế an toàn mới để giúp đạt được mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050. Vì vậy, khả năng phục hưng năng lượng hạt nhân của Nhật Bản cũng có thể xảy ra. Hiện nay, số lò phản ứng hạt nhân đang vận hành ở Nhật Bản là 33. Tháng 7/2023, lò phản ứng Takahama đã hoạt động trở lại sau 12 năm tạm dừng.

Theo báo cáo của IAEA năm 2021, có hai kịch bản có thể xảy ra. Ở kịch bản lạc quan, ngành Điện hạt nhân thế giới sẽ tăng gấp đôi công suất vào giữa thế kỷ này. Còn kịch bản bi quan là duy trì ở mức công suất lắp đặt như hiện nay, nhưng sản xuất sẽ tăng lên. Các nhà quan sát cho rằng, để đạt được mục tiêu trung hòa carbon bằng 0 vào năm 2050, năng lượng hạt nhân toàn cầu phải tăng gấp đôi vào năm 2050 theo kịch bản lạc quan.

Còn theo Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), sản lượng điện hạt nhân toàn cầu sẽ tăng gấp 2-5 lần vào năm 2050. Về phần mình, các chuyên gia của Tổ chức các nước xuất khẩu dầu mỏ (OPEC) cho rằng, trong giai đoạn 2021-2045, tỷ trọng điện hạt nhân trong bản tổng thể năng lượng cũng tăng từ 5,3 lên 6,6%.