Điện hạt nhân và sự trở lại "bất đắc dĩ"

Trong một báo cáo hồi tháng 6/2022, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) chỉ ra rằng: "Bối cảnh chính sách đang thay đổi, mở ra cơ hội trở lại cho điện hạt nhân". Theo IEA, hạt nhân có khả năng giúp khử cacbon trong cung cấp điện. Cơ quan này cho biết nếu không có điện hạt nhân, mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 sẽ khó đạt được hơn nhiều. Ngoài ra, IEA nhận định: "Kéo dài tuổi thọ của các nhà máy điện hạt nhân là một phần không thể thiếu trên con đường đạt mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050".

IEA cho biết thêm rằng, để kéo dài tuổi thọ nhà máy điện hạt nhân, cần đầu tư đáng kể nhưng chi phí điện từ đó lại có thể cạnh tranh với điện gió và mặt trời ở hầu hết các vùng. Hơn nữa, ngày càng có nhiều xu hướng ủng hộ sử dụng lò phản ứng hạt nhân cỡ nhỏ, chi phí thấp, rủi ro thấp so với các nhà máy điện hạt nhân truyền thống. Tuy nhiên, điện hạt nhân sẽ cần chính phủ hỗ trợ về mặt chính sách và khuyến khích mạnh mẽ để đảm bảo hoạt động an toàn, bền vững cho các nhà máy hạt nhân, cũng như huy động các khoản đầu tư cần thiết như đầu tư công nghệ mới.

Tại Mỹ, đạo luật Giảm lạm phát là đạo luật chính của chính quyền Tổng thống Joe Biden nhằm giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Đạo luật này công nhận vai trò quan trọng của hạt nhân trong mục tiêu đạt được mức phát thải ròng bằng 0. Đạo luật cho phép áp dụng các khoản tín dụng thuế sản xuất mới cho các nhà máy hạt nhân hiện có, cũng như các khoản tín dụng cho năng lượng sạch, trong đó có điện hạt nhân.

Năm ngoái, điện hạt nhân chiếm 19% sản lượng điện của Mỹ và là nguồn cung cấp điện không phát thải lớn nhất, trước cả sản xuất điện gió (9,2%). Ông Stephen S. Greene, thành viên cao cấp tại Trung tâm Năng lượng Toàn cầu của Hội đồng Đại Tây Dương, cho rằng đạo luật trên sẽ cho phép điện hạt nhân đóng góp đáng kể vào các mục tiêu khí hậu của Mỹ và làm như vậy, Mỹ có thể xuất khẩu để tăng cường các nỗ lực khí hậu trên toàn thế giới.

Cũng trong tháng này, Thống đốc bang California Gavin Newsom đã đề xuất kéo dài tuổi thọ của nhà máy điện hạt nhân còn hoạt động duy nhất của bang là Diablo Canyon đến năm 2035, tức là10 năm sau ngày đóng cửa dự kiến vào năm 2025. Nhà máy điện này hiện cung cấp khoảng 17% nguồn cung cấp điện không phát thải carbon của California và 8,6% tổng nguồn cung điện của California. Nếu không có điện hạt nhân, California có thể gặp khó khăn trong các đợt nắng nóng mùa hè sau năm 2025. Tuy vậy, kéo dài tuổi thọ nhà máy điện hạt nhân không đơn giản, nhất là trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Trường hợp điển hình là ở Pháp, nơi sản xuất điện hạt nhân chiếm khoảng 70% tổng sản lượng điện, sản lượng điện hạt nhân ở Pháp sẽ giảm do nhiệt độ nước sông Rhone và Garonne cao, khiến không thể dùng để làm mát các lò phản ứng. Tại Florida, Ủy ban Điều tiết Hạt nhân Mỹ (NRC) đã hủy bỏ giấy phép năm 2019 cho Công ty Florida Power & Light về việc kéo dài tuổi thọ của hai lò phản ứng 50 tuổi thêm 30 năm. Ủy ban này yêu cầu đánh giá môi trường mới, trong đó có cả những rủi ro tiềm ẩn mà biến đổi khí hậu có thể gây ra.

Một số đồng minh phương Tây của Mỹ như Nhật Bản và Đức đã có tín hiệu cho thấy có thể xem xét lại vai trò của điện hạt nhân nhằm đảm bảo có nhiều điện hơn. Đức thiếu khí đốt do Nga giảm nguồn cung, còn Nhật Bản phải trả chi phí cao mua khí hóa lỏng. Trong cuộc khủng hoảng khí đốt, Đức đang tranh luận về việc có nên chấm dứt sản xuất điện hạt nhân vào cuối năm 2022 theo kế hoạch hay không. Đức có ba nhà máy điện hạt nhân còn lại và sẽ đóng cửa vào cuối năm nay theo kế hoạch mà nước này đã thông qua để ngừng sử dụng điện hạt nhân sau thảm họa Fukushima.

Vào đầu tháng 8, Thủ tướng Đức Olaf Scholz đã phát đi tín hiệu rằng duy trì hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân có thể hợp lý. Tuy nhiên, động thái như vậy có thể khó khăn vì nhiều bên kiên quyết phản đối tiếp tục sản xuất điện hạt nhân sau năm 2022. Trong khi đó, tại Nhật Bản, chính phủ muốn khởi động lại nhiều nhà máy điện hạt nhân hơn và quan tâm đến phát triển công nghệ lò phản ứng hạt nhân nhỏ. Ý định trên được đưa ra trong bối cảnh cuộc khủng hoảng năng lượng đã khiến Nhật Bản phải kêu gọi người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng.

Liên quan đến các nhà máy điện hạt nhân, có 2 vấn đề quan trọng để đảm bảo tính an toàn của chúng là 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 module nhỏ (SMR), Lò phản ứng module 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.