An toàn hơn, linh hoạt hơn và vẫn xanh: vai trò của hạt nhân đối với nghị trình phát thải ròng bằng không

An toàn hơn, linh hoạt hơn và vẫn xanh: vai trò của hạt nhân đối với nghị trình phát thải ròng bằng không

    An toàn hơn, linh hoạt hơn và vẫn xanh: vai trò của hạt nhân đối với nghị trình phát thải ròng bằng không

    Safer, more resilient and still green: nuclear’s role in net-zero
    Bởi Daniel Bogler

    Bạn có thể ủng hộ nó, bạn có thể sợ hãi nó, nhưng bạn không thể phớt lờ nó. Cùng với mục tiêu toàn cầu là đạt được mức trung hòa carbon vào năm 2050, các quốc gia phương Tây nhận thấy nhu cầu ngày càng tăng về tăng cường an ninh năng lượng trong môi trường địa chính trị không chắc chắn ngày nay -- và điều đó có nghĩa là năng lượng hạt nhân đã trở lại chương trình nghị sự.

    Ưu điểm cơ bản nhất của nguồn năng lượng dồi dào đã được chứng minh này là quá trình phân hạch hạt nhân không thải ra bất kỳ khí cacbonic nào. Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) báo cáo rằng ngay cả ngày nay, với việc sử dụng công nghệ này bị hạn chế ở nhiều quốc gia, các lò phản ứng hạt nhân đang vận hành đã tiết kiệm tới 2 tỷ tấn khí thải CO2 mỗi năm -- tương đương với việc sử dụng 400 triệu ô tô ngoài đường - trong khi phân loại mới của EU về các hoạt động bền vững đã phân loại năng lượng hạt nhân là "xanh".

    Trong khi đó, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), lập luận rằng chúng ta cần tăng gấp đôi công suất hạt nhân được lắp đặt trên thế giới để đạt được mức phát thải bằng không vào năm 2050, biến hạt nhân trở thành chìa khóa để giải quyết biến đổi khí hậu.

    Nguồn điện ổn định mọi lúc
    Trên hết, năng lượng hạt nhân ổn định. Không giống như các dạng năng lượng sạch khác như năng lượng mặt trời hoặc gió, nó không gặp phải các vấn đề gián đoạn, khiến nó trở thành nguồn năng lượng phụ tải cơ bản lý tưởng cho bất kỳ lưới điện nào.

    Và, quan trọng là, năng lượng hạt nhân hầu như không bị ảnh hưởng bởi sự biến động giá cả - chẳng hạn như giá khí đốt tự nhiên tăng mạnh do tình hình ở Ukraine. Điều này đã khiến Mỹ cũng như các nước lớn ở châu Âu thay đổi thái độ đối với điện hạt nhân: Chẳng hạn như Vương quốc Anh đã tuyên bố sẽ xây dựng 8 nhà máy điện hạt nhân lớn mới trong khi Pháp đang lên kế hoạch xây dựng 14 lò phản ứng lớn mới.

    Trong khi đó, tại Nhật Bản, năng lượng hạt nhân sẽ rất cần thiết để đạt được quá trình khử cacbon. Hiện tại, nền kinh tế lớn thứ ba thế giới phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên) để đáp ứng 76,3% nhu cầu năng lượng. Năng lượng tái tạo cung cấp khoảng 19,8% điện năng vào năm 2020 và năng lượng hạt nhân 3,9% - giảm từ 30% trước thảm họa hạt nhân Fukushima Daiichi năm 2011.

    Do đó, lượng khí thải CO2 của quốc gia này vẫn ở mức cao, trong khi đợt nắng nóng/lạnh năm nay kết hợp với việc sản xuất điện mặt trời không ổn định đã dẫn đến làn sóng thiếu điện. Để đáp lại, chính phủ đã thành lập Hội đồng Thực hiện Chuyển đổi Xanh (GX) để thiết kế lộ trình 10 năm hướng tới hiện thực hóa việc cung cấp năng lượng ổn định và một xã hội khử cacbon. Vào tháng 8, Thủ tướng Fumio Kishida đã chỉ đạo hội đồng nghiên cứu "việc phát triển và xây dựng các lò phản ứng tiên tiến thế hệ tiếp theo kết hợp các cơ chế an toàn mới". Điều này làm dấy lên hy vọng rằng cuộc thảo luận về chính sách năng lượng hạt nhân - bao gồm cả việc xây dựng các lò phản ứng mới - vốn đã bị trì trệ trong một thập kỷ, giờ đây sẽ được nối lại một cách nghiêm túc.

    Và lần đầu tiên sau một thập kỷ, thái độ của công chúng đối với năng lượng hạt nhân đang bắt đầu thay đổi, rất có thể là do sự tập trung ngày càng tăng vào an ninh năng lượng. Theo một cuộc thăm dò của Nikkei vào tháng 7, 70% số người được hỏi cho biết họ sẽ ủng hộ việc khởi động lại các lò phản ứng hạt nhân nếu đảm bảo an toàn, đây là tỷ lệ cao nhất kể từ sau sự cố Fukushima Daiichi năm 2011.

    "Nhiều người đã thay đổi quan điểm về năng lượng hạt nhân, vốn là nguồn năng lượng nội địa và ổn định", Akihiko Kato, người đứng đầu bộ phận hạt nhân của Tập đoàn Công nghiệp nặng Mitsubishi (MHI), nói với Financial Times vào tháng 5.

    An toàn, âm thanh và an toàn
    Trong bối cảnh đó, MHI, cùng với bốn công ty điện lực hàng đầu của Nhật Bản - từ Hokkaido, Kansai, Shikoku và Kyushu - đang nghiên cứu một thế hệ lò phản ứng nước nhẹ tiên tiến mới được thiết kế với ưu tiên hàng đầu là an toàn. Tập đoàn này có lợi thế là một trong ba nhà sản xuất nhà máy hạt nhân của Nhật Bản đã thực sự xây dựng các lò phản ứng nước áp suất (PWR) trong nước -- 24, bao gồm cả các nhà máy đã ngừng hoạt động.

    Trong PWR, lò phản ứng hạt nhân làm nóng nước đến nhiệt độ rất cao, tạo áp suất và tạo ra hơi nước trong máy tạo hơi nước; hơi nước sau đó được sử dụng để chạy tuabin, tạo ra điện. Ngay cả trong trường hợp mất điện hoàn toàn - về mặt kỹ thuật được gọi là 'SBO' hoặc 'Cất điện nhà ga' - có thể ngăn ngừa quá nhiệt bằng cách giải phóng nhiệt từ bộ tạo hơi nước mà không làm rò rỉ nước làm mát có chứa chất phóng xạ.

    This is how the new generation of PWR (Pressurized water reactor) power plants works.
      Đây là cách hoạt động của các nhà máy điện PWR (Lò phản ứng nước áp suất) thế hệ mới.

    Tại Fukushima năm 2011, chính việc mất chức năng làm mát lõi do một SBO đã gây ra hiện tượng tan chảy lõi lò phản ứng. Điều này sẽ không còn khả thi nữa, làm cho thế hệ lò phản ứng mới của MHI an toàn hơn nhiều.

    Ngoài ra, họ sẽ được trang bị các biện pháp an toàn đẳng cấp thế giới để tăng cường khả năng chống lại các thảm họa tự nhiên như động đất, sóng thần và các thảm họa nhân tạo như tấn công khủng bố. Các cơ chế an toàn mới bao gồm một bình tích áp hiệu suất cao được sử dụng để làm mát lõi trong trường hợp xảy ra tai nạn và điều này sẽ tự động hoạt động mà không cần 

    một nguồn cung cấp điện riêng tùy thuộc vào trạng thái của nhà máy. Ngoài ra còn có một thiết bị hứng lõi - thiết bị giữ và làm mát các mảnh vụn nóng chảy bên trong bình chứa một cách đáng tin cậy - đây là công nghệ tiên tiến nhất thế giới. Và, lần đầu tiên trên thế giới, hệ thống ngăn chặn rò rỉ chất phóng xạ độc quyền của MHI: một hệ thống giảm lượng phóng xạ được giải phóng trong trường hợp xảy ra tai nạn nghiêm trọng.

    Không có gì ngạc nhiên khi thế hệ lò phản ứng mới này được đặt tên là “SRZ-1200”, với các chữ cái viết tắt của “siêu an toàn”, “đàn hồi” và “không carbon”, trong khi con số biểu thị sản lượng điện 1.200 Megawatt của nó.

    Advanced light water reactor “SRZ-1200”
      Lò phản ứng nước nhẹ tiên tiến “SRZ-1200”

    Nhìn về tương lai
    Chính phủ Nhật Bản còn nhiều việc phải làm để xây dựng lại lòng tin của người dân đối với năng lượng hạt nhân, mặc dù tầm quan trọng ngày càng tăng của an ninh năng lượng và mục tiêu toàn cầu đạt được mức trung hòa carbon vào năm 2050 rõ ràng đang giúp ích. Việc thúc đẩy thế hệ lò phản ứng mới an toàn hơn cũng vậy; và hơn thế nữa, các khái niệm đổi mới khác như lò phản ứng nhỏ gọn và những lò phản ứng được điều chỉnh đặc biệt để sản xuất hydro không có carbon. Tất cả những sáng kiến này hứa hẹn sẽ đóng góp quan trọng giúp Nhật Bản đạt được mức phát thải carbon bằng không vào năm 2050.

    Zalo
    Hotline