Năng lượng hạt nhân: Sự trở lại bất đắc dĩ

Thời điểm kết thúc của điện hạt nhân

Ngày 31-5-2011, Chính phủ Đức đưa ra một thông báo bất ngờ. Theo đó, nước Đức quyết định đóng cửa hoàn toàn các nhà máy điện hạt nhân trong vòng 1 thập kỷ tiếp theo. Ở thời điểm đưa ra thông báo, các nhà máy điện hạt nhân đang cung cấp khoảng 25% sản lượng điện của nước này. Nước Đức cũng không có lợi thế về những nguồn năng lượng hóa thạch khác để ngay lập tức bù đắp sản lượng thiếu hụt từ điện hạt nhân, do đó đây được coi là một quyết định mạo hiểm. Tuy nhiên, Chính phủ Đức đã rất quyết tâm với định hướng chuyển đổi này, bởi nó nằm trong một lộ trình mà thủ tướng Đức khi đó - bà Angela Merkel - đã chỉ rõ: "Chúng ta cần phải tạo ra hệ thống năng lượng an toàn cho tương lai".

Quyết định ấy đã tạo ra một cú sốc trên thị trường năng lượng Đức nói riêng và toàn thế giới nói chung. Bởi, trong hàng thập kỷ trước đó, điện hạt nhân vẫn được nhận định là "tương lai của nhân loại". Với ưu thế về giá thành, sản lượng, "được coi là sạch", đang phát triển mạnh, điện hạt nhân khi đó là sự lựa chọn của rất nhiều quốc gia đã và đang phát triển, cho nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của mình.

Thế nhưng, sự cố ở nhà máy điện hạt nhân Fukushima I vào tháng 3-2011 đã tạo nên những thay đổi lớn. Xuất phát từ việc xuất hiện xác một con chuột nằm trong bảng điều khiển gây mất điện (nguyên nhân được công bố 2 năm sau sự cố), vụ rò rỉ phóng xạ ở nhà máy Fukushima khi đó đã được xếp hạng khủng hoảng hạt nhân cấp 7 (mức cao nhất trong thang sự cố hạt nhân quốc tế), khiến gần 200 nghìn người phải di tản, đẩy Nhật Bản cùng nhiều quốc gia trong khu vực vào tình trạng báo động cao trước nguy cơ có thể dẫn đến một "thảm họa" như ở Chernobyl năm 1986. Thế giới, chỉ sau vài tháng, đã thay đổi cách nhìn về điện hạt nhân.

Fukushima khiến các quốc gia phải suy nghĩ lại về sự lựa chọn của mình giữa lợi ích của điện hạt nhân với những nguy cơ lớn không thể kiểm soát hết vào thời điểm đó. Chưa kể, còn đó bài toán hóc búa về xử lý chất thải phóng xạ từ các nhà máy mà sau nửa thập kỷ vẫn chưa có lời giải đáp thỏa đáng từ các nhà khoa học. Tất cả đều là những ẩn họa khó lường, khi nỗi ám ảnh về những vụ nổ hạt nhân vẫn hiện hữu.

Chính nguy cơ thảm họa tiềm tàng đó đã đánh động các chính phủ, các nhà quản lý dẫn đến quyết định táo bạo của người Đức để đảm bảo an toàn cho môi trường, môi sinh. Trước khi quyết định "khai tử" năng lượng hạt nhân, nước Đức là một trong những quốc gia đi đầu thế giới cả về sản lượng lẫn công nghệ của lĩnh vực này. Do đó, sự quay lưng của nước Đứcc khiến ý định tiếp tục sử dụng điện hạt nhân ở nhiều quốc gia khác cũng bị lung lay. Những thập kỷ phát triển nhanh chóng của điện hạt nhân đã bị chững lại.

Sự thay thế "đã từng" hoàn hảo

Khi người Đức quyết định "khai tử" năng lượng hạt nhân, dĩ nhiên họ đã có những tính toán để tìm được giải pháp thay thế. Đó chính là khí đốt của Nga.

Tháng 11-2011, đường ống dẫn khí đầu tiên có tên Dòng chảy phương Bắc (Nord Stream 1) chính thức khánh thành. Một siêu dự án trị giá hàng chục tỷ euro, khởi động từ 6 năm trước đó, đã đem khí đốt từ Nga tới thẳng Đức qua hệ thống đường ống dài 1.200km. 55 tỷ mét khối khí mỗi năm được đưa từ nhà sản xuất lớn nhất thế giới tới thị trường châu Âu. Bài toán năng lượng của nước Đức lập tức được giải quyết.

Lợi thế của khí đốt Nga vào thời điểm đó là quá rõ ràng: nhanh chóng, tiện lợi, an toàn, cực kỳ ổn định và đặc biệt rẻ. Nền kinh tế lớn nhất châu Âu dễ dàng thích ứng với sự chuyển đổi, vừa tiếp cận nguồn năng lượng tốt, vừa được tiếng là "bảo vệ môi trường". Nguồn cung lớn, ổn định từ Nga không chỉ bảo đảm nhu cầu năng lượng cho nước Đức, mà còn đủ cho cả EU sử dụng. Điều này đã thúc đẩy một cuộc chuyển đổi mạnh mẽ của cả khối. "Kỷ nguyên vàng" của khí đốt tại châu Âu bắt đầu, với mức tiêu thụ tăng gấp 5 lần trong vòng 1 thập kỷ. Trên quy mô toàn cầu, nhu cầu sử dụng khí đốt, dầu mỏ và than đá đều tăng mạnh trong khi năng lượng hạt nhân khựng lại.

Nhưng, thế giới không thể mãi dựa vào năng lượng hóa thạch. Bởi, ngoài yếu tố giá thành thì những nguồn năng lượng hóa thạch là không thể tái tạo, có nghĩa là đến một ngày nào đó sẽ cạn kiệt. Trong khi đó, những nguồn năng lượng "sạch" khác như điện gió, điện mặt trời, hay điện thủy triều vẫn còn mới mẻ, đắt đỏ, khó gia tăng được công suất khiến thế giới vẫn nhìn về điện hạt nhân với một niềm hy vọng lớn. Câu hỏi đặt ra luôn là: Làm sao để đảm bảo được sự an toàn khi khai thác nguồn năng lượng gần như vô tận này.

Khi công nghệ là giải pháp

Có 2 vấn đề quan trọng để đảm bảo tính an toàn của một nhà máy điện hạt nhân: Công nghệ phân hạch và xử lý chất thải.

Phân hạch hạt nhân là bước quan trọng nhất để giải phóng năng lượng trong lò phản ứng. Kiểm soát được quá trình này là điều kiện kiên quyết để đảm bảo tính an toàn của việc sản xuất điện hạt nhân. Trong quá khứ, những lò phản ứng nước nặng "cổ lỗ sĩ" to lớn, cồng kềnh và dễ gây nguy hiểm luôn đem đến hiểm họa tiềm tàng. Nhưng, khi công nghệ thay đổi, những lò phản ứng nhẹ với quy mô nhỏ hơn, an toàn hơn, thậm chí còn có công suất lớn hơn đã được nghiên cứu thành công để thay thế cho những lò phản ứng kiểu cũ. Đó là thế hệ lò phản ứng hạt nhân mới như Lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR), Lò phản ứng mô-đun nâng cao (AMR), hay Lò phản ứng làm mát bằng khí nhiệt độ cao (HTR-PM) mà Trung Quốc đang thử nghiệm. Đây chính là thế hệ lò phản ứng hạt nhân thứ IV được tiêu chuẩn hóa trên thế giới.

Ở vấn đề thứ hai, công nghệ xử lý chất thải mới có tên là GDF (Cơ sở xử lý địa chất) cho phép lưu trữ lượng chất thải hạt nhân lớn hơn, sâu dưới lòng đất an toàn trong hàng trăm năm đã được quốc tế công nhận. Công nghệ GDF đã được sử dụng ở Phần Lan. Pháp, Mỹ và Thụy Điển cũng đang tìm địa điểm để chuyển việc lưu trữ chất thải hạt nhân trên mặt đất xuống các hầm GDF trong thời gian tới. Điều thú vị là GDF thậm chí còn rẻ hơn việc lưu giữ chất thải hạt nhân như hiện nay. Bài toán chất thải hạt nhân cũng đã được giải, một kỷ nguyên mới cho điện hạt nhân lại bắt đầu.

Điện hạt nhân đang được nghiên cứu đưa trở lại mạnh mẽ ở cả Nhật Bản, Trung Quốc, châu Âu và Mỹ. Chính phủ Anh mới đây đã chính thức thông báo đang đặt mục tiêu xây dựng 8 lò phản ứng mới trong thập kỷ tới, nhằm tăng công suất điện từ khoảng 8 gigawatt (GW) hiện nay lên 24 GW vào năm 2050. Con số này sẽ đáp ứng khoảng 25% nhu cầu năng lượng dự báo của Anh so với khoảng 16% vào năm 2020. Đây là bước đi rõ ràng nhất cho thấy năng lượng hạt nhân đang quay trở lại và chắc chắn sẽ có nhiều quốc gia khác nhìn theo hướng này.

Bỉ, quốc gia từng muốn bỏ năng lượng hạt nhân vào năm 2025 mới đây đã thông báo sẽ kéo dài hạn sử dụng nhà máy hạt nhân Tihange đến năm 2035. Trong khi Pháp - cường quốc điện hạt nhân đang thừa 20% sản lượng điện từ những nhà máy thế hệ mới của mình để bán cho Đức - đã khiến nhiều chính phủ phải nghĩ lại về chính sách năng lượng trong thời gian tới. Không chỉ đảm bảo nguồn năng lượng ổn định, giá rẻ, điện hạt nhân còn là phương thức sản xuất năng lượng ít phát thải carbon nhất mà các quốc gia tiên tiến có thể áp dụng ngay lập tức.

Như lời Cao ủy EU về thị trường, cựu Bộ trưởng Tài chính Pháp, ông Thierry Breton cho biết: "Để đạt được mức độ trung hòa carbon, chúng ta (EU) thực sự cần phải chuyển sang cấp độ tiếp theo trong sản xuất điện không carbon. Với nhu cầu về điện sẽ tăng gấp đôi trong 30 năm tới, phải tăng đáng kể các khoản đầu tư cho năng lực sản xuất của các loại năng lượng như hạt nhân và năng lượng tái tạo".

Thêm một lý do để châu Âu đẩy nhanh tiến trình này là cuộc khủng hoảng khí đốt do cuộc xung đột Ukraine gây ra. Khi nguồn cung năng lượng không còn đảm bảo như trước, những thay đổi sẽ càng được thúc đẩy để thích nghi với tình hình mới. Pháp, nước giữ chức Chủ tịch EU năm 2022, vừa đưa ra đề xuất về phát triển năng lượng hạt nhân trong 3 thập kỷ tới. Theo đó, EU sẽ chi 20 tỷ euro mỗi năm và 500 tỷ euro cho đến năm 2050, để thiết lập một hệ thống nhà máy điện hạt nhân. Một cuộc cách mạng, có lẽ, đã được bắt đầu, để mở ra cơ hội mới cho toàn thế giới về một nguồn năng lượng sạch và an toàn hơn.