Những cột điện gió, dàn pin mặt trời và các nguồn năng lượng sạch khác là không ổn định và không có khả năng cung cấp đủ năng lượng điện cần thiết. Điều này được khẳng định bởi sự khủng hoảng năng lượng hiện nay ở châu Âu và trở nên nghiêm trọng hơn sau khi cuộc xung đột Nga-Ukraine xảy ra.
| Năng lượng hạt nhân là một trong những thành tựu vĩ đại nhất của nhân loại |
Điện hạt nhân: cũ và mới
Ở một số quốc gia khan hiếm nguồn nhiên liệu hóa thạch và nước, không có giải pháp nào có thể thay thế năng lượng hạt nhân. Ngày càng có nhiều quốc gia quan tâm đến năng lượng hạt nhân. Tính đến giữa năm 2022, trên thế giới có 53 lò phản ứng đã được xây dựng, trong đó có 21 ở Trung Quốc, 8 ở Ấn Độ, trong khi vào năm 2019 là 46.
Theo Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), tính đến ngày 1/1/2023, trong số 52 lò phản ứng hiện đang được xây dựng, có 9 lò được đặt tại các quốc gia mới, 28 quốc gia quan tâm đến năng lượng hạt nhân và có kế hoạch hoặc đang tích cực nỗ lực tích hợp năng lượng này vào tổ hợp năng lượng của mình. Thêm 24 quốc gia thành viên tham gia vào các hoạt động của IAEA. Từ 10 đến 12 quốc gia thành viên có kế hoạch đưa các nhà máy điện hạt nhân vào hoạt động từ năm 2030–2035.
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), kể từ năm 2017, 87% lò phản ứng hạt nhân mới đã được xây dựng hoặc đang xây dựng theo thiết kế của Nga hoặc Trung Quốc. Một số nước đi đầu trước đây đã mất vị trí trong lĩnh vực này.
Một vấn đề khác của ngành là các lò phản ứng đã cũ đã hoặc sắp hết tuổi thọ. Khoảng 63% công suất phát điện của lò phản ứng hạt nhân trên thế giới đã trên 30 tuổi và cần phải đầu tư đáng kể để duy trì hoặc kéo dài hoạt động của các nhà máy đó. Và nếu tiền không được phân bổ, các lò phản ứng hạt nhân hiện có ở các nước phát triển có thể sẽ giảm 30%.
Người đứng đầu IEA tin rằng nếu không có năng lượng hạt nhân, thế giới sẽ không đạt được mục tiêu trung hòa khí hậu vào năm 2050, đồng thời kêu gọi chính quyền và doanh nghiệp các nước phát triển thay đổi thái độ đối với năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình.
| Các nước với số lò phản ứng hạt nhân nhiều nhất đang hoạt động tính năm 2022 |
Theo báo cáo “Tình hình và triển vọng năng lượng hạt nhân quốc tế năm 2021”, nhận thức toàn cầu ngày càng tăng rằng nếu không tiếp cận các nguồn năng lượng hiện đại, đáng tin cậy, bền vững và giá cả phải chăng cho tất cả các nước (Mục tiêu Phát triển Bền vững thứ 7 của Liên Hợp Quốc), sẽ khó đạt được mục tiêu nào trong cả 16 mục tiêu, gồm xóa bỏ nghèo nàn, nạn đói, bất bình đẳng và biến đổi khí hậu.
Theo báo cáo của IAEA năm 2021, có 2 kịch bản có thể xảy ra: kịch bản lạc quan, ngành điện hạt nhân thế giới sẽ tăng gấp đôi công suất vào giữa thế kỷ và kịch bản bi quan, sẽ duy trì ở mức công suất lắp đặt như hiện nay, nhưng sản xuất sẽ tăng lên.
Báo cáo về việc để đạt được mục tiêu trung hòa carbon (Net Zero) vào năm 2050, năng lượng hạt nhân toàn cầu phải tăng gấp đôi vào năm 2050, tức là về bản chất, kịch bản lạc quan của IAEA phải được hiện thực hóa. Trong một số kịch bản, năng lượng hạt nhân đóng vai trò chủ đạo, ví dụ, dự báo của Hãng Shell cho thấy tốc độ tăng trưởng năng lượng hạt nhân cao nhất, 7,8 % mỗi năm, còn kịch bản của Tập đoàn dầu khí BP mức tăng trưởng từ 2,7 % - 3 %.
Hãy xem một số cường quốc điện hạt nhân hành động thế nào trước nhu cầu điện năng và kinh tế xanh:
Châu Âu: nước ủng hộ, nước phản đối
Ở châu Âu có một nhóm quốc gia, dẫn đầu là Pháp với Tổng thống Macron, hiểu rõ triển vọng phát triển năng lượng hạt nhân và đã 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.
Vào tháng 10/2021, trên các phương tiện truyền thông có đăng một bài báo với chữ ký của 15 Bộ trưởng của Bulgaria, Croatia, Cộng hòa Séc, Phần Lan, Pháp, Hungary, Ba Lan, Romania, Slovakia và Slovenia, nêu lên quan điểm: “Năng lượng hạt nhân là an toàn và sáng tạo. Trong suốt hơn 60 năm qua, nền công nghiệp hạt nhân châu Âu đã chứng minh được độ tin cậy và an toàn của mình. Sự phát triển của công nghiệp này có thể tạo ra khoảng một triệu việc làm có trình độ cao ở châu Âu..."
Tháng 11/2021, 16 chính trị gia từ tám quốc gia châu Âu, nổi bật nhất là Đức và Áo, đã viết thư cho Ủy ban châu Âu (EC) yêu cầu không đưa năng lượng hạt nhân vào Hệ thống Phân loại của EU. Các chính trị gia 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, họ đang đẩy mạnh các hoạt động đầu tư ra nước ngoài của mình. Tháng 10/2021, Tập đoàn điện lực của Pháp (EDF) đã đệ trình lên chính phủ Ba Lan đề xuất xây dựng 4 đến 6 tổ máy thế hệ 3 (EPR). Tuy nhiên, một số vấn đề từ quá trình xây dựng ở Phần Lan (chậm đưa vào vận hành) đã khiến Warsaw từ chối Pháp. Các công ty Hàn Quốc hoặc Mỹ sẽ xây dựng nhà máy điện hạt nhân ở Ba Lan. Còn tháng 4/2021, EDF đã 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.
Mỹ không từ bỏ năng lượng hạt nhân
Mỹ có ngành công nghiệp năng lượng hạt nhân mạnh và lâu đời nhất trên thế giới, nhưng do việc cắt giảm chương trình hạt nhân, nước này đã tụt hậu nghiêm trọng trong ngành này. Theo IAEA (tính đến ngày 1/1/2023), có 92 lò phản ứng (54 nhà máy điện hạt nhân) đang hoạt động với tổng công suất lắp đặt thực là 94.718 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.
Hầu hết các nhà máy điện hạt nhân đang hoạt động đều được xây dựng từ năm 1967 đến năm 1990. Sau vụ tai nạn ở nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island (1979), cuộc khủng hoảng trong ngành hạt nhân 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. Trong 26 năm qua, 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.
| Palo Verde NPP, Nhà máy điện hạt nhân lớn nhất của Mỹ (bang Arizona) với 3 tổ máy, công suất mỗi tổ 1400 MW |
Trong khi tuyên bố chính sách hướng tới năng lượng “sạch” nhưng Hoa Kỳ không tìm cách từ bỏ năng lượng hạt nhân. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ gần đây đã đề xuất tăng gấp ba lần công suất của các nhà máy điện hạt nhân trong nước, xây dựng tổng công suất 200 GW thế hệ hạt nhân mới vào năm 2050 để đảm bảo Net Zezo. Chương trình này ước tính trị giá hơn 700 tỷ USD. Để đạt được mục tiêu này, cần đảm bảo đưa vào vận hành tổng sản lượng 13 GW đối với các nhà máy điện hạt nhân mỗi năm, khởi động bắt đầu từ năm 2030.
Tuy nhiên, theo các chuyên gia, Mỹ đã tụt lại phía sau trong ngành này, kỹ thuật xây dựng lò phản ứng kém phát triển, việc khai thác và làm giàu nhiên liệu không được thực hiện và việc xây dựng khối lượng lò phản ứng như vậy sẽ cần khoảng 3 nghìn tỷ USD. Chương trình này nếu đi vào hiện thực sẽ có tác động rất lớn đối với toàn bộ nền kinh tế Hoa Kỳ và việc hiện thực nó hoàn toàn có khả năng xảy ra.
Trung Quốc: dẫn đầu thế giới về tốc độ phát triển
Tính đến giữa năm 2022, Trung Quốc có 55 lò phản ứng đang hoạt động với tổng công suất khoảng 52 GW. Năm 2021, các nhà máy điện hạt nhân đã sản xuất ra 383,2 tỷ kWh ở Trung Quốc, chiếm 5% lượng điện của cả nước, gần bằng năm 2020. Trung Quốc có ngành công nghiệp hạt nhân trẻ nhất. Vào tháng 3 năm 2022, Cơ quan năng lượng quốc gia đã công bố kế hoạch đặt mục tiêu tăng công suất của ngành lên 70 GW vào năm 2025. Tính đến năm 2022, Trung Quốc đang xây dựng 21 tổ máy với công suất 20.932 MW.
Năm 2021, Trung Quốc bắt đầu 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 3. 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.
Nhật Bản: trước và sau Fukushima
Trước sự cố tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima-1 vào tháng 3/2011, ngành công nghiệp điện hạt nhân của Nhật Bản chiếm khoảng 25–30% điện năng của cả nước và là mắt xích quan trọng trong chiến lược phát triển của đất nước “an ninh năng lượng – bảo vệ môi trường – tăng trưởng kinh tế”. Nhưng một năm sau thảm họa, con số này giảm xuống còn 2,7% và năm 2020 là 4,3%.
Sau tai nạn, người Nhật đã quyết định ngừng hoạt động 27 lò phản ứng đang hoạt động và dừng xây dựng ba lò phản ứng mới. Các biện pháp cũng được thực hiện để đảm bảo an toàn trong trường hợp xảy ra thiên tai và một cơ quan mới được thành lập - Cơ quan quản lý hạt nhân (NRA). Để bảo vệ khỏi sóng thần, các đê biển cao hơn và vững chắc hơn đã bắt đầu được xây dựng.
Vào tháng 8/2022, Thủ tướng Nhật Bản Fumio Kishida cho biết ông sẽ khởi động lại các nhà máy điện hạt nhân đang dừng hoạt động, đánh dấu bước ngoặt của công nghiệp này. Thủ tướng Kishida đã chỉ đạo một hội đồng chính phủ nghiên cứu việc sử dụng các lò phản ứng hạt nhân thế hệ tiếp theo được trang bị các cơ chế an toàn mới để giúp Nhật Bản đạt được mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050. Vì vậy, khả năng “phục hưng hạt nhân” từ Nhật Bản cũng có thể xảy ra.
Năm 2021, số lượng lò phản ứng hạt nhân đang vận hành ở Nhật Bản vẫn ổn định ở mức chỉ 10 lò với công suất dưới 10 GW. Đồng thời, trong giai đoạn 2020–2021 có sự tăng trưởng khá từ 43,1 TWh, tương ứng với tỷ trọng 5,1% trong tổng công suất, lên 61,3 TWh (7,2%).
Nga: nhà phát triển hàng đầu
Hiện tại, Tập đoàn Rosenergoatom của Nga 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 4 trên thế giới. Năm 2022, các nhà máy điện hạt nhân của Nga lập kỷ lục sản xuất với 223,371 tỷ kWh.
Nga hiện dẫn đầu thế giới về xây dựng nhà máy điện hạt nhân ở nước ngoài, chiếm 70% thị trường xây dựng nhà máy điện hạt nhân trên thế giới. Năm 2021, 5 tổ máy VVER-1200 bắt đầu được xây dựng, bao gồm ở Trung Quốc, Ấn Độ và Thổ Nhĩ Kỳ. Nga hiện đang tiến hành xây dựng 10 nhà máy điện hạt nhân trên toàn cầu.
Theo tạp chí Power của Mỹ, nhà máy điện của Nga có lò phản ứng VVER-1200 (tổ máy số 6 của Nhà máy điện hạt nhân Novovoronezh (số 1 NVAES-2) thế hệ 3+ đã chiến thắng giải ở hạng mục “Nhà máy tốt nhất” năm 2017. Tạp chí Power nêu rõ: “Tổ máy VVER-1200 mới của NMĐHN Novovoronezh dựa trên những thành tựu và phát triển mới nhất, tất cả đều đáp ứng mọi yêu cầu an toàn sau Fukushima (đó là lý do tại sao tổ máy này được coi là lò phản ứng thế hệ 3+). Đây là loại đầu tiên và duy nhất có sự kết hợp độc đáo giữa các tính năng an toàn chủ động và thụ động.”
Tập đoàn năng lương nguyên tử của 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.
Theo cố vấn về vấn đề hạt nhân của Nhà Trắng Pranay Vaddi, Mỹ đang phải gánh chịu chi phí do phụ thuộc quá nhiều vào nhiên liệu hạt nhân từ Nga, và do đó có kế hoạch tăng cường sản xuất uranium làm giàu tại nhà máy Urenco ở New Mexico. Đối với Nga, nước này vẫn tiếp tục phát triển mạnh năng lượng hạt nhân.
Tổng hợp lại, nhiều nhà phân tích hiện đang điều chỉnh dự báo về việc phát triển năng lực hạt nhân. Theo ước tính mới nhất của IAEA, công suất điện hạt nhân lắp đặt trên toàn thế giới sẽ tăng lên 873 GW vào năm 2050, cao hơn 10% so với dự báo của cơ quan này năm ngoái. Còn theo IEA, đến năm 2030, sản lượng điện hạt nhân toàn cầu sẽ tăng 16–22 % và 38–65 % vào năm 2050. Đối với kịch bản của 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. Các chuyên gia OPEC cho rằng trong giai đoạn từ 2021 đến 2045, tỷ trọng điện hạt nhân trong bản tổng thể năng lượng sẽ tăng từ 5,3 lên 6,6 %.