Wyoming chậm chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch, nhưng đang chuyển động nhanh sang công nghệ hạt nhân mới
Tiểu bang đang để mắt đến các nhà máy điện hạt nhân tiên tiến để đưa điện vào lưới điện và cung cấp năng lượng cho các ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng như khai thác mỏ. Một số nhà lãnh đạo doanh nghiệp mơ về chuỗi cung ứng năng lượng nguyên tử của Wyoming.
Tác giả: Najifa Farhat
Tata Ash Chemicals, một nhà máy sản xuất trona ở phía tây nam Wyoming, đang đặt cược vào một sự thay đổi năng lượng táo bạo: thay thế nguồn điện đốt than bằng lò phản ứng vi mô thế hệ tiếp theo. Nguồn: Najifa Farhat/Inside Climate News
Wyoming có trữ lượng quặng urani lớn nhất tại Hoa Kỳ và trong nhiều thập kỷ, khai thác urani là một trong những động lực chính thúc đẩy nền kinh tế của tiểu bang. Vào cuối những năm 1970, ngành khai thác mỏ của tiểu bang đã sản xuất 12 triệu pound nguyên tố này hàng năm, cần thiết để cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân và là nguồn việc làm chính.
Vào cuối thế kỷ 20, ngành công nghiệp uranium của Hoa Kỳ đã suy giảm do nhu cầu về năng lượng hạt nhân giảm, giá thị trường giảm và sự cạnh tranh từ các nguồn nước ngoài rẻ hơn. Việc làm liên quan đến uranium thường theo xu hướng giá, tăng gấp đôi từ khoảng 200 việc làm vào năm 2002, khi giá trung bình là 10,36 đô la một pound, lên hơn 400 việc làm vào năm 2011 khi giá đạt đỉnh là 55,64 đô la. Khi giá giảm vào năm 2020, việc làm giảm xuống dưới 200, nhưng đến năm 2024 đã tăng trở lại 235.
Nhưng ngành công nghiệp hạt nhân đang hướng đến sự hồi sinh có khả năng đáng kể hơn và Wyoming đang để mắt đến các khả năng này.
Khi nhu cầu chuyển đổi sang năng lượng xanh ngày càng tăng, năng lượng nguyên tử đang được coi là một trong những nguồn điện có lượng carbon thấp nhất và các chuyên gia cho rằng năng lượng hạt nhân đang sẵn sàng hồi sinh, bất chấp những lo ngại về tai nạn liên quan đến vật liệu phóng xạ, những tác động tiềm tàng của chúng đối với sự phổ biến vũ khí hạt nhân và những thách thức về lưu trữ lâu dài đối với chất thải sẽ vẫn nguy hiểm về mặt phóng xạ trong nhiều thế kỷ.
Thế hệ lò phản ứng mới nhất—được thiết kế với công nghệ, vật liệu và hệ thống an toàn tiên tiến—mang đến cái nhìn thoáng qua về tương lai đầy hứa hẹn của năng lượng hạt nhân.
Nhưng bước đầu tiên hướng tới tương lai đó là nguồn cung cấp nhiên liệu đáng tin cậy hơn.
Hoa Kỳ đã cấm nhập khẩu urani của Nga vào tháng 8 năm 2024 để đáp trả cuộc xâm lược Ukraine. Để trả đũa, Nga đã áp đặt lệnh cấm nhập khẩu urani làm giàu đối với Hoa Kỳ vào tháng 11. Ngành công nghiệp urani và các nhà lãnh đạo chính phủ Hoa Kỳ đã nắm bắt cơ hội mà lệnh cấm nhập khẩu mang lại để thúc đẩy sản xuất trong nước nhằm hỗ trợ sự tăng trưởng liên tục của năng lượng hạt nhân.
Nhưng sự quan tâm ngày càng tăng của chính phủ Hoa Kỳ đối với các công nghệ hạt nhân mới cũng đã góp phần vào sự mở rộng đó.
Đạo luật Tăng tốc Triển khai Năng lượng Hạt nhân Tiên tiến, Đa năng cho Năng lượng Sạch (ADVANCE), có hiệu lực vào tháng 7 năm 2024, nhằm thúc đẩy việc trình diễn và thương mại hóa các công nghệ hạt nhân thế hệ tiếp theo tại Hoa Kỳ. Đạo luật này đánh dấu một sự thay đổi đáng kể, cho phép Ủy ban Quản lý Hạt nhân cập nhật các quy định lỗi thời, đặc biệt là đối với các lò phản ứng tiên tiến. Chính phủ liên bang muốn hợp tác với các công ty tư nhân để chia sẻ chi phí, giải quyết vấn đề quản lý chất thải hạt nhân và định vị năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng sạch hàng đầu.
Wyoming là một trong số nhiều tiểu bang đang tìm cách tận dụng đà phát triển đó.
Tiểu bang này có ít kinh nghiệm về năng lượng hạt nhân, ngoại trừ một nhà máy điện hạt nhân công suất 1,25 megawatt do Không quân Hoa Kỳ xây dựng tại Sundance vào năm 1962 đã đóng cửa sau sáu năm. Nhưng Wyoming đã trở thành tiêu đề trên toàn quốc vào tháng 6 năm 2024 khi TerraPower, một công ty năng lượng hạt nhân tiên tiến do Bill Gates tài trợ, bắt đầu xây dựng tại Kemmerer, một thị trấn khai thác than lịch sử ở phía tây nam Wyoming. Lò phản ứng hạt nhân tiên tiến làm mát bằng natri đầu tiên của quốc gia, mà công ty tuyên bố sẽ có kích thước nhỏ hơn, tiết kiệm chi phí hơn và an toàn hơn so với các lò phản ứng truyền thống, sẽ được xây dựng trên địa điểm của một nhà máy điện chạy bằng than đã ngừng hoạt động. TerraPower có kế hoạch giữ lại 109 công nhân của nhà máy điện than và đã tiếp quản các đường dây truyền tải và quyền sử dụng nước của nhà máy.
Jeff Navin, giám đốc đối ngoại của TerraPower cho biết: "Chúng tôi thực sự cảm thấy đây có thể là một ví dụ về cách các nguồn như hạt nhân có thể xuất hiện và lấp đầy một số nhu cầu phát điện đó khi ngày càng có nhiều than bị ngừng hoạt động".
Dự án TerraPower, kết hợp với các ưu đãi của chính phủ, trữ lượng uranium phong phú của Wyoming và cam kết của công ty đối với chiến lược năng lượng "tất cả các yếu tố trên", định vị Cowboy State là một nhà lãnh đạo tiềm năng trong năng lượng hạt nhân thế hệ tiếp theo.
Con đường đến sự hồi sinh của hạt nhân được trải bằng than
TerraPower đã nộp đơn xin giấy phép xây dựng lò phản ứng hạt nhân với Ủy ban quản lý hạt nhân vào tháng 4 năm 2024 và quá trình phê duyệt sẽ mất khoảng 24 tháng. Trong khi đó, họ đang xây dựng cơ sở hạ tầng phi hạt nhân mà dự án yêu cầu, bao gồm một cơ sở nghiên cứu, trung tâm đào tạo và kho lưu trữ năng lượng.
“Một nhà máy hạt nhân thông thường thực sự trông rất giống một nhà máy điện than,” Navin nói. “Nó thực sự chỉ là một cách lạ mắt để tạo ra hơi nước.”
Trái ngược với một nhà máy đốt nhiên liệu hóa thạch để đun sôi nước vào hơi nước làm quay các tua bin tạo ra điện, một nhà máy điện hạt nhân phân tách các nguyên tử urani trong một quá trình gọi là phân hạch để làm nóng nước.
Các nhà máy điện hạt nhân truyền thống cũng sử dụng nước làm chất làm mát cho các thanh nhiên liệu để ngăn chặn phản ứng dây chuyền mất kiểm soát có thể dẫn đến tan chảy. Nhưng lò phản ứng 345 MW của TerraPower, có kích thước bằng khoảng một phần ba lò phản ứng gigawatt truyền thống, sẽ sử dụng natri làm chất làm mát thay vì nước. Natri lỏng có điểm sôi cao hơn nước, khiến nó hấp thụ nhiệt hiệu quả hơn và giảm nhu cầu về các hệ thống an toàn phức tạp. Theo Navin, thiết kế đơn giản này cũng tránh được loại hệ thống dự phòng dễ bị tổn thương đã bị hỏng trong thảm họa Fukushima năm 2011 của Nhật Bản. Tại đó, một trận động đất và sóng thần lớn đã vô hiệu hóa các máy phát điện diesel của nhà máy, vốn rất quan trọng để làm mát các lò phản ứng, cuối cùng dẫn đến tan chảy lõi lò và giải phóng các vật liệu phóng xạ.
Vào năm 2030, TerraPower dự kiến sẽ bắt đầu cung cấp điện trực tiếp cho lưới điện, đây là trọng tâm chính của họ. Nhưng Wyoming cũng đang khám phá các ứng dụng ngoài lưới điện, nhằm đáp ứng nhu cầu năng lượng cao của các ngành công nghiệp cần năng lượng sạch, đáng tin cậy và dồi dào, nhưng không nhận được năng lượng từ hệ thống phân phối năng lượng cho những người dùng khác trên khắp khu vực.
“Tại Hoa Kỳ ngày nay, năng lượng hạt nhân chủ yếu đóng góp vào việc tạo ra lưới điện lớn—nhưng lưới điện chỉ chiếm 40 phần trăm tổng mức tiêu thụ năng lượng của chúng tôi. Năng lượng hạt nhân không chạm đến lượng năng lượng còn lại mà chúng tôi sử dụng”, Steve Aumierer, cố vấn cấp cao về các chương trình chiến lược năng lượng hạt nhân tại Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho (INL) cho biết. “Một thế giới với 8 tỷ người cần có khả năng kết nối máy phát điện năng lượng không phát thải này vào nhiều thứ hơn là chỉ các quy trình quy mô lưới điện”.
Aumierer cho biết cả Trung Quốc và Nga đều đang thúc đẩy các ứng dụng hạt nhân sáng tạo. Ông giải thích rằng Trung Quốc chuyển hướng hơi nước trực tiếp từ các lò phản ứng lớn để cung cấp năng lượng cho các cơ sở hóa chất, trong khi Nga sử dụng các lò phản ứng hạt nhân nhỏ để hỗ trợ các hoạt động lưới điện siêu nhỏ ở các vùng Bắc Cực. Ông nói thêm rằng các quốc gia này vẫn chưa thương mại hóa các lò phản ứng siêu nhỏ để sử dụng trong công nghiệp—một khoảng cách mà Hoa Kỳ có thể tận dụng.
“Quốc gia chúng ta có cơ hội dẫn đầu trong việc đưa lò phản ứng vi mô vào hoạt động khai thác, các địa điểm xa xôi và các nhà máy công nghiệp gia tăng”, Aumierer cho biết. “Đây là động thái của Wyoming nhằm đưa năng lượng hạt nhân tiên tiến vào toàn bộ phần khác trong nhu cầu năng lượng của chúng ta mà hiện tại nó chưa chạm tới”.
Khi các nhà máy điện chạy bằng than ngừng hoạt động, nhiều công ty từng dựa vào chúng đang tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế. Khí đốt tự nhiên từ lâu đã là lựa chọn tiếp theo, nhưng với áp lực ngày càng tăng để đạt được hoạt động không phát thải carbon, các ngành công nghiệp đang tìm kiếm các giải pháp xanh hơn.
Một góc nhìn về cơ sở Tata Ash Chemicals ở phía tây nam Wyoming. Nguồn: Najifa Farhat/Inside Climate News
Các doanh nhân sáng tạo (WIE) của Wyoming, một liên minh mới thành lập của các nhà sản xuất nhà nước, đang hướng tới mục tiêu nắm bắt các cơ hội kinh doanh mới trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân. Các thành viên của liên minh đã hợp tác với Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho để hỗ trợ nghiên cứu và phát triển và BWX Technologies (BWXT), một nhà sản xuất lò phản ứng hạt nhân hàng đầu và là một bên chủ chốt trong cả lĩnh vực hạt nhân thương mại và chính phủ. Liên minh xác định lò phản ứng vi mô—lò phản ứng nhỏ gọn tạo ra từ 20 đến 300 megawatt điện—là một giải pháp đầy hứa hẹn cho Wyoming, đặc biệt là đối với các ứng dụng công nghiệp, không có lưới điện và xa xôi. Mike Wandler, chủ tịch của L&H Industrial có trụ sở tại Gillette và là thành viên của WIE, coi đây là một cơ hội.
“Lò phản ứng vi mô đặc biệt hấp dẫn vì chúng mang đến cơ hội xây dựng chuỗi cung ứng mới, đa dạng ngay từ đầu—điều chưa từng được thực hiện trước đây”, Wandler cho biết về nhu cầu phát triển mọi thứ, từ nguồn cung cấp nhiên liệu uranium đến các dự án xây dựng lò phản ứng và cơ sở khách hàng. “Đây là một cơ hội kinh tế độc đáo”.
Nhưng trong khi ông xác định nhu cầu về lò phản ứng vi mô trong các ngành công nghiệp sản xuất thép và khoáng sản trona và bentonit của Wyoming, ông nhận thấy một vấn đề.
“Tôi đã làm việc với một đại diện của BWXT và chúng tôi thấy rằng các doanh nghiệp cởi mở với ý tưởng về lò phản ứng hạt nhân nhưng không ai muốn sở hữu hoặc vận hành lò phản ứng”, Wandler cho biết. “Đó là một cơ hội mà không ai nắm bắt”.
Vì vậy, vào năm 2022, Wandler đã thành lập Evercore Energy, một "nhà tích hợp" sẽ sở hữu, vận hành và cấp phép cho các lò phản ứng vi mô để cung cấp năng lượng cho các khách hàng công nghiệp. "Ai đó cần tập hợp tất cả các bên cần thiết để tham gia cộng đồng, phân tích kinh tế xã hội, phát triển địa điểm và kết nối lò phản ứng với hệ thống nhiệt và điện tại các cơ sở công nghiệp", Marcio Perez, Giám đốc điều hành của Evercore Energy cho biết. "Đó là lúc chúng tôi tham gia với tư cách là nhà tích hợp".
Evercore tự định vị mình là người không thiên vị về cách tạo ra điện mà mình cung cấp, đưa ra cho khách hàng một loạt các lựa chọn và đánh giá từng lựa chọn về chi phí và tác động môi trường. "Tôi nghĩ rằng lò phản ứng vi mô hạt nhân cuối cùng sẽ là lựa chọn tốt nhất cho hầu hết mọi người, nhưng có thể không phải tất cả khách hàng ” Wandler cho biết.
Perez nhấn mạnh đến độ tin cậy và hiệu quả của năng lượng hạt nhân, lưu ý rằng các lò phản ứng vi mô chỉ cần tiếp nhiên liệu tối thiểu, tạo ra lượng khí thải thấp và tiết kiệm chi phí hơn so với việc lưu trữ năng lượng tái tạo hoặc thu giữ carbon do đốt khí đốt tự nhiên. Perez nhấn mạnh: “Khi so sánh các lựa chọn khác nhau, hạt nhân hiện là lựa chọn tiết kiệm, đáng tin cậy và bền vững nhất”.
Là một công ty tiên phong trong lĩnh vực mới nổi này, Evercore hiện đang tập trung vào hoạt động tiếp cận cộng đồng, phát triển thị trường và nâng cao nhận thức. Những nỗ lực của họ đã mang lại kết quả là hợp đồng đầu tiên: quan hệ đối tác với BWXT và Tata Ash Chemicals, một nhà máy sản xuất trona ở phía tây nam Wyoming. BWXT sẽ xây dựng tám lò phản ứng vi mô cho Evercore, sẽ được triển khai tại cơ sở của Tata Ash để thay thế các hoạt động chạy bằng than.
Hoạt động sản xuất baking soda hy vọng sẽ phát triển nhanh chóng trên điện hạt nhân
Green River, một thị trấn nhỏ ở phía tây nam Wyoming, được biết đến là thủ đô trona của thế giới. Trona, một loại khoáng chất tinh thể màu trắng tự nhiên bao gồm natri cacbonat, được khai thác tại đây và chế biến thành tro soda, thường được gọi là như baking soda. Tata Ash Chemicals, một trong những nhà sản xuất trona hàng đầu của Wyoming, khai thác quặng trona, sau đó nghiền nát, trộn với nước và đun nóng bằng hơi nước để chiết xuất tro soda. Nhà máy dựa vào Rocky Mountain Power để cung cấp điện cho hoạt động của mình và cũng sử dụng lò hơi than và khí đốt tự nhiên của riêng mình để tạo ra hơi nước dùng trong quá trình tinh chế tro soda.
Những chiếc xe tải chở than đến và dỡ hàng ở một khu đất trống bên cạnh hai tòa nhà ba tầng, một tòa nhà chứa lò hơi đốt than để tạo ra hơi nước.
"Toàn bộ cấu trúc sẽ bị tháo dỡ khi chúng tôi chuyển đổi hoàn toàn sang hạt nhân", Jon Conrad, giám đốc các vấn đề chính phủ của Tata và là đại diện tại cơ quan lập pháp Wyoming, cho biết khi ông lái xe quanh nhà máy tinh chế phía trên một mỏ trona ngầm rộng 55 dặm vuông.
Than di chuyển lên cầu thang đến lò hơi, cung cấp nhiên liệu cho quá trình sản xuất hơi nước tại cơ sở Tata Ash Chemicals ở Green River, Wyo. Nguồn: Najifa Farhat/Inside Climate News
Một đống tro soda thu được thông qua quá trình khai thác và tinh chế quặng trona. Nguồn: Najifa Farhat/Inside Climate News
Khi Tata xem xét việc loại bỏ dần than, họ đã cân nhắc đến khí đốt tự nhiên và các nguồn năng lượng tái tạo khác như gió và mặt trời, nhưng hạt nhân nổi lên là giải pháp khả thi nhất để tạo ra hơi nước liên tục với lượng khí thải carbon tối thiểu.
"Không giống như nhà máy điện, chúng tôi là một hoạt động công nghiệp", Conrad cho biết. "90 phần trăm nhu cầu của chúng tôi là hơi nước, chỉ có mười phần trăm là điện năng. Không có cách nào riêng năng lượng mặt trời hoặc gió có thể tạo ra lượng hơi nước mà chúng tôi cần để vận hành hiệu quả".
Công ty đã cam kết giảm 30 phần trăm lượng khí thải nhà kính vào năm 2030, một phần là do việc đóng cửa mỏ ở Kemmerer cung cấp than của công ty vào năm 2026 sắp xảy ra. Xu hướng đóng cửa mỏ than và chuyển đổi nhà máy điện than sang các nguồn năng lượng thay thế, chẳng hạn như khí đốt tự nhiên, đã thúc đẩy Tata tìm kiếm giải pháp năng lượng bền vững.
"Chúng tôi coi các lò phản ứng mô-đun nhỏ là cách đáp ứng cả mục tiêu phát triển bền vững và nhu cầu hơi nước của mình", Conrad cho biết. "Sau khoản đầu tư ban đầu, chi phí sẽ ổn định, khiến hạt nhân trở thành giải pháp có lợi lâu dài".
Các lò phản ứng siêu nhỏ sẽ được lắp đặt ngoài địa điểm, vị trí chính xác vẫn chưa được xác định. BWXT đang trong quá trình thiết kế và đánh giá các lò phản ứng, với kế hoạch sản xuất dự kiến sẽ sớm được công bố.
"Chúng tôi muốn trở thành người đi đầu và dẫn đầu bằng cách tạo ra các ví dụ", Conrad cho biết.
Sự xuất hiện của các ngành công nghiệp mới
Wyoming không chỉ hướng đến mục tiêu đưa các cơ sở hạt nhân vào tiểu bang; mà còn tìm cách thiết lập toàn bộ chuỗi cung ứng xung quanh công nghệ này để thúc đẩy nền kinh tế địa phương.
Chuỗi này bắt đầu với uranium, nguyên liệu thô chính cho năng lượng hạt nhân mà Wyoming có rất nhiều. Chỉ tính riêng năm 2024, Hoa Kỳ đã sản xuất khoảng 180.000 pound uranium, trong đó bốn mỏ uranium của Wyoming chiếm khoảng 63 phần trăm sản lượng đó.
Trước lệnh cấm nhập khẩu uranium của Nga, ngành công nghiệp uranium của Hoa Kỳ đã trải qua nhiều thập kỷ suy thoái, bắt đầu từ những năm 1980 khi nhập khẩu nguyên tố này rẻ hơn - chủ yếu từ Nga và Kazakhstan - làm giảm sản lượng trong nước. Nguồn cung của Nga có ảnh hưởng đặc biệt, chủ yếu là do thỏa thuận mua uranium làm giàu giữa Nga và Hoa Kỳ được thiết kế để thúc đẩy chương trình hạt nhân hòa bình của Nga sau khi Liên Xô sụp đổ. Thỏa thuận đó đã giúp Nga chiếm một nửa thị trường toàn cầu.
Đến những năm 2000, sự cạnh tranh từ các nguồn nước ngoài và khí đốt tự nhiên trong nước giá rẻ cùng năng lượng tái tạo đã khiến sản lượng uranium của Hoa Kỳ giảm dần. Đến năm 2020, sản lượng trong nước chỉ đáp ứng được 5 phần trăm nhu cầu uranium của Hoa Kỳ, trong đó Nga cung cấp khoảng 20 phần trăm uranium làm giàu cho các lò phản ứng của Hoa Kỳ.
Câu chuyện này được tài trợ bởi những độc giả như bạn.
Phòng tin tức phi lợi nhuận của chúng tôi cung cấp miễn phí các tin tức về khí hậu và quảng cáo đạt giải thưởng. Chúng tôi dựa vào các khoản đóng góp từ những độc giả như bạn để tiếp tục. Vui lòng đóng góp ngay bây giờ để hỗ trợ công việc của chúng tôi.
Nhưng lệnh cấm nhập khẩu uranium của Hoa Kỳ từ Nga sau cuộc xâm lược Ukraine đã phơi bày sự phụ thuộc của quốc gia này vào nguồn cung cấp nước ngoài. Lệnh cấm, cùng với các sáng kiến như Chương trình tín dụng hạt nhân dân sự, một sáng kiến trị giá 6 tỷ đô la cung cấp hỗ trợ tài chính cho các lò phản ứng hạt nhân có nguy cơ đóng cửa vì lý do kinh tế và các ưu đãi cho năng lượng hạt nhân trong Đạo luật giảm lạm phát, đã thúc đẩy việc khôi phục hoạt động khai thác và sản xuất uranium trong nước.
Sự bất ổn ở nước ngoài đã thúc đẩy các công ty tiện ích của Hoa Kỳ đa dạng hóa chuỗi cung ứng uranium của họ, phù hợp với mục tiêu của liên bang là tăng sản lượng trong nước. Một loạt các sắc lệnh hành pháp được ban hành kể từ đầu năm phản ánh động thái này, mặc dù các tác động cụ thể đối với các dạng uranium khác nhau vẫn đang diễn ra. Ví dụ, một sắc lệnh hành pháp được ban hành vào ngày 2 tháng 4 áp dụng thuế nhập khẩu có đi có lại đối với hầu hết các quốc gia trên thế giới. Trong khi Canada được miễn thuế quan cụ thể này, nước này phải đối mặt với mức thuế quan riêng là 10% đối với các sản phẩm năng lượng—bao gồm cả uranium làm giàu—có hiệu lực từ ngày 9 tháng 4.
Ur-Energy, công ty vận hành mỏ uranium lớn nhất Wyoming tại Lost Creek ở Sweetwater, đã báo cáo rằng điều kiện thị trường rất khó khăn trong giai đoạn 2018-2020, với giá giảm mạnh xuống còn 20 đô la một pound—một nửa mức giá mà công ty cần để hòa vốn. Tuy nhiên, những nỗ lực phục hồi gần đây trong ngành công nghiệp hạt nhân đã dẫn đến sự thay đổi tích cực trên thị trường.
Ryan Schierman, phó chủ tịch phụ trách các vấn đề pháp lý tại Ur-Energy cho biết: "Mặc dù không giúp ích trực tiếp cho chúng tôi, nhưng một số nỗ lực lập pháp đã hỗ trợ các nhà máy điện hạt nhân trên toàn quốc". "Và nhiều nhà máy điện sắp ngừng hoạt động đã ngừng hoạt động và hoạt động trở lại".
Việc khai thác uranium chỉ là khởi đầu của chu trình nhiên liệu hạt nhân. Sau khi Ur-Energy đào quặng, họ sẽ xử lý và cô đặc thành “bánh vàng”, một sản phẩm phải trải qua quá trình tinh chế và làm giàu thêm tại các cơ sở khác để có thể sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân. Wyoming có nguồn tài nguyên uranium dồi dào nhưng lại thiếu cơ sở hạ tầng để sản xuất uranium đủ giàu để làm nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân. Ur-Energy hiện đang gửi bánh vàng đến cơ sở chuyển đổi uranium duy nhất của quốc gia, tọa lạc tại Metropolis, Illinois, nơi chuyển đổi bánh vàng thành uranium hexafluoride (UF6), một loại khí sau đó được gửi đến các cơ sở làm giàu.
Schierman cho biết: “Chuỗi giá trị thực sự nằm ở quá trình cô đặc, làm giàu và chế tạo nhiên liệu của uranium”.
Trong khi các bên liên quan của Wyoming đang cân nhắc tiềm năng của các cơ sở làm giàu tại địa phương, thì đây vẫn là một mục tiêu xa vời. Sean Schaub, Điều phối viên ngành công nghiệp hạt nhân của BWXT, chỉ ra rằng các nhà máy như vậy đòi hỏi nguồn lực và nhân sự đáng kể mà Wyoming hiện đang thiếu.
“Dự trữ uranium của Wyoming rất hữu ích khi xét đến việc tiểu bang này quen thuộc với chuỗi cung ứng nhiên liệu trông như thế nào”, ông nói, “nhưng thực tế vẫn chưa sẵn sàng để xây dựng một nhà máy làm giàu”.
Schaub cho biết một trong những cơ sở làm giàu chính của BWXT tại Lynchburg, Virginia, sử dụng khoảng 2.000 người, một lực lượng lao động mà Wyoming có thể phải vật lộn để theo kịp.
Để cung cấp các thành phần cho việc xây dựng một lò phản ứng mô-đun nhỏ, L&H Industrial của Wandler đã hợp tác với BWXT để cung cấp các bộ phận sẽ được triển khai tại Tata Ash.
Một nhân viên tại L&H Industrial ở Gillette đang giới thiệu các công cụ được sử dụng trong quá trình sản xuất của công ty. Nguồn: Najifa Farhat/Inside Climate News
L&H, chuyên về máy móc công nghiệp, vận hành một cơ sở rộng 10 mẫu Anh tại Gillette, nơi sản xuất thiết bị hạng nặng cho khai thác bề mặt, bao gồm xẻng lớn, máy kéo, công cụ chế biến khoáng sản, máy nghiền và tua bin gió đã tân trang. Ngoài khai thác, L&H còn cung cấp thiết bị cho các cơ quan và công ty vũ trụ, bao gồm NASA, SpaceX và Blue Origin. Gần đây, công ty đã thiết kế, sản xuất và lắp đặt bộ phận hạ cánh cho máy vận chuyển bánh xích của NASA, có nhiệm vụ di chuyển tàu con thoi đến địa điểm phóng.
Với hơn 60 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực máy móc hạng nặng, L&H đang chuyển trọng tâm sang phát triển các thành phần cho lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ tại cơ sở của mình ở Gillette. Cơ sở này hiện có một xưởng sản xuất thiết bị quy mô nhỏ, bao gồm bu lông, dụng cụ cắt và các máy móc thu nhỏ khác. Tuy nhiên, công ty đang xây dựng một cơ sở chuyên dụng dành riêng cho việc sản xuất các thành phần hạt nhân quy mô nhỏ.
"Chúng tôi vừa báo giá một số bộ phận than chì và thép cho lò phản ứng vi mô và chúng tôi sẽ tiếp nhận thêm nhiều đơn đặt hàng hơn khi dự án tiến triển", Wandler cho biết. Nhấn mạnh tiềm năng kinh tế rộng lớn hơn cho Wyoming, ông đang nỗ lực để thu hút các doanh nhân khác thông qua WIE.
“Tôi muốn toàn bộ Wyoming tham gia vào chuỗi cung ứng lò phản ứng vi mô. Tôi đã làm trong ngành này đủ lâu để biết rằng có chỗ cho tất cả mọi người,” Wandler nói, “Chỉ có sự phong phú, không có sự khan hiếm,”
Chính quyền Wyoming cũng đã đầu tư lớn vào mục tiêu mở rộng chuỗi cung ứng hạt nhân này.
Vào tháng 7 năm 2024, Cơ quan Năng lượng Wyoming (WEA) đã ký một thỏa thuận với BWXT để tiến hành một nghiên cứu đánh giá về việc thành lập một cơ sở chế tạo nhiên liệu hạt nhân Tristructural-Isotropic (TRISO) tại tiểu bang, nơi chủ yếu sẽ đáp ứng nhu cầu.
Nhiên liệu TRISO bao gồm một lõi urani nhỏ được bao bọc trong ba lớp vật liệu carbon và gốm bảo vệ để ngăn chặn bức xạ. Aumierer, tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho, cho biết: "Đây là loại nhiên liệu mà bạn có thể đặt những viên sỏi urani nhỏ, có kích thước bằng đầu bút và có nhiều lớp phủ xung quanh nhiên liệu đó".
Các lớp bảo vệ này làm cho các hạt TRISO cực kỳ bền, có thể chịu được nhiệt độ rất cao mà không bị tan chảy hoặc giải phóng bức xạ, do đó, nó rất được mong muốn đối với các lò phản ứng siêu nhỏ và lò phản ứng mô-đun nhỏ cũng như các thiết kế lò phản ứng tiên tiến lớn hơn, Aumierer cho biết. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ mô tả nhiên liệu TRISO là "nhiên liệu hạt nhân mạnh mẽ nhất trên Trái đất".
Những người làm việc để phục hồi ngành công nghiệp hạt nhân cho rằng Wyoming đã trở thành nơi khởi đầu cho việc phát triển các lò phản ứng vi mô, nhưng quan niệm này cũng phản ánh nhận thức thay đổi của xã hội về năng lượng hạt nhân nói chung.
“Khi tôi bắt đầu, triển vọng về công nghệ hạt nhân rất tiêu cực. Bây giờ, sau 35 năm làm việc trong ngành kỹ thuật hạt nhân, tôi đang chứng kiến sự hồi sinh của mối quan tâm này”, Aumierer cho biết.
