Điện hạt nhân thế giới: Ba xu hướng phát triển mới

Nhìn tổng thể, trong gần 8 năm qua, điện hạt nhân thế giới có nhiều chuyển biến tích cực: 52 nhà máy điện hạt nhân mới được đưa vào vận hành, nâng tổng số tổ máy đang hoạt động lên con số 450, bên cạnh đó 140 đến 150 tổ máy được lên kế hoạch sẽ xây dựng trên nhiều quốc gia trên thế giới, trải rộng từ châu Á, châu Âu, châu Phi.

Theo số liệu năm 2017 của IAEA, công suất các nhà máy điện hạt nhân tại 30 quốc gia đạt khoảng 392.000MWe, cao nhất trong lịch sử điện hạt nhân thế giới (sau điện than, khí thiên nhiên, thủy điện), và đóng góp 11% điện năng toàn cầu. Không chỉ góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, điện hạt nhân còn là nguồn năng lượng phát thải khí carbon thấp thứ hai thế giới, giúp thế giới ngăn chặn được khoảng 20 tỷ tấn CO2vào khí quyển, qua đó trở thành một trong những yếu tố cần thiết để thực hiện Thỏa thuận chung Paris 2015 – một bước ngoặt lịch sử nhằm ngăn chặn biến đổi khí hậu và giảm sự nóng lên toàn cầu.

Nét mới trong phát triển của thị trường điện hạt nhân là có xu hướng chuyển dịch công nghệ từ các nước phát triển sang các nước có nền kinh tế mới nổi mong muốn tiếp cận với năng lượng hạt nhân một cách nhanh chóng, cần đảm bảo chất lượng nguồn điện và hấp dẫn về mặt thương mại. Thông qua “chính sách ngoại giao công nghệ hạt nhân” của một số cường quốc như Nga và Mỹ, Canada, châu Á đã trở thành nơi tiếp nhận công nghệ và thực hiện nhiều dự án hạt nhân hàng đầu thế giới phục vụ cho những mục tiêu phát triển kinh tế và nhu cầu xã hội cho những quốc gia như Trung Quốc, Ấn Độ, UAE, Bangladesh, Hàn Quốc…

Một trong những ví dụ điển hình là Ấn Độ đang vận hành 22 tổ máy tại 7 nhà máy điện hạt nhân, đóng góp khoảng 3,3% sản lượng điện. Để đảm bảo đạt được mục tiêu đề ra, Ấn Độ đang xây dựng 6 tổ máy theo công nghệ VVER 1200, công nghệ PHWR với công suất tổng cộng là 4,4 Gwe. Ngoài công nghệ VVER đã được chuyển giao từ Nga, Ấn Độ đang có kế hoạch xây dựng các tổ máy AP1000 với Mỹ và EPR1600 với Pháp.

Một quốc gia châu Á khác là Các Tiểu Vương quốc Ả Rập thống nhất (UAE) đang xây dựng bốn lò phản ứng công suất 1400 MWe với công nghệ do Hàn Quốc chuyển giao, tổng chi phí hơn 20 tỷ USD và hợp tác chặt chẽ với IAEA và các công ty quốc tế giàu kinh nghiệm để triển khai thành công dự án này.

Xu hướng thứ hai trong phát triển điện hạt nhân thế giới là nâng cao độ an toàn theo những tiêu chí khắt khe nhất từ trước tới nay. Bài học Fukushima khiến hầu hết các cường quốc điện hạt nhân phải thiết lập các chiến lược quốc gia về an toàn hạt nhân, thể hiện ở việc cải tiến công nghệ, nâng cao năng lực quản lý, vận hành nhà máy điện hạt nhân và thắt chặt hơn nữa vấn đề an toàn pháp quy. Điều đó thể hiện rõ nét ở quá trình nghiên cứu, đổi mới công nghệ của Nga, Mỹ, Ấn Độ, Nhật Bản…

Trên nền tảng KH&CN hạt nhân đã phát triển hàng chục năm nay, Nga với sự hợp tác chặt chẽ của Rosatom với các Viện nghiên cứu, các trường đại học như Viện Kurchatov, Viện Nghiên cứu an toàn hạt nhân IBRAE, Viện Liên hợp hạt nhân Dubna, trường Đại học Năng lượng Moscow… đã có nhiều nghiên cứu về an toàn, phát tán phóng xạ, nhiên liệu hạt nhân, xử lý chất thải hạt nhân…

Một trong những kết quả là công nghệ thế hệ III+ VVER 1200/V392 M với hệ thống an toàn chủ động (active safety khi hoạt động cần nguồn điện hoặc động cơ) kết hợp với an toàn thụ động (passive safety dựa trên các quy luật vật lý, không cần dùng điện) đã được áp dụng một cách hiệu quả ở nhà máy Novovoronhetz. An toàn chủ động kết hợp với an toàn thụ động là đặc điểm chung của các thiết kế điện hạt nhân mới như VVER của Nga, APR1400 của Hàn Quốc v.v.

Tuy không có những lò phản ứng năng lượng được xây mới nhưng Mỹ, Canada, Thụy Điển, Thụy Sĩ vẫn được đánh giá cao về năng lực vận hành nhà máy điện hạt nhân và hơn thế, là năng lực bảo trì, kéo dài tuổi thọ các nhà máy đang hoạt động. Thông qua việc phân bổ ngân sách cho các phòng thí nghiệm quốc gia Idaho, Los Alamos, Oak Ridge và đầu tư cho các dự án nghiên cứu ở nhiều trường đại học và viện nghiên cứu như MIT, Bắc Carolina…, Mỹ trở thành một trong những quốc gia có nhiều kinh nghiệm trong nghiên cứu và thực nghiệm về nănglượng hạt nhân, đặc biệt là xử lý các vấn đề liên quan đến tính toán an toàn, an toàn pháp quy, gia tăng tuổi thọ nhà máy điện hạt nhân.

Xu hướng thứ ba là sự cởi mở trong hợp tác liên kết trong phát triển điện hạt nhân, không chỉ rộng mở phòng thí nghiệm ở các viện nghiên cứu và trường đại học trong thực hiện những dự án nghiên cứu chung về khoa học hạt nhân mà còn hợp tác phát triển và chuyển giao công nghệ hạt nhân, giữa các quốc gia như Nga - Mỹ, Nga - Pháp, Nga - Trung Quốc, Nga - Ấn Độ, Mỹ - Ấn Độ, Mỹ - Trung Quốc, Trung Quốc - Pháp, Pháp - Ấn Độ…, thực thi “chính sách ngoại giao năng lượng hạt nhân” không đơn thuần là sự hợp tác giữa bên mua và bán mà là sự chuyển giao trên cơ sở hỗ trợ, cộng tác chặt chẽ về nhiều mặt và kéo dài hơn cả vòng đời nhà máy điện hạt nhân.