Anh lên kế hoạch xây dựng nguyên mẫu nhà máy điện nhiệt hạch đầu tiên
Chính phủ Anh dự kiến đầu tư 220 triệu bảng để xây dựng một nguyên mẫu đầy đủ nhà máy điện nhiệt hạch thương mại đầu tiên vào năm 2040 và sẽ hòa vào lưới điện quốc gia.
Mô hình nhà máy điện nhiệt hạch ở Anh. Ảnh physicsworld
Chính phủ Anh đã chọn địa điểm cho nguyên mẫu một nhà máy năng lượng nhiệt hạch, Phó thủ tướng về năng lượng quốc gia Jacob Rees-Mogg mô tả công nghệ này là “một hy vọng lớn”.
Ngày 3/10, các nhà chức trách Anh trong một tuyên bố cho biết, hạ tầng cơ sở nhà máy điện năng lượng nhiệt hạch (STEP) sẽ được triển khai tại nhà máy điện West Burton, ở Nottinghamshire, Anh. Mục đích là xây dựng STEP, viết tắt của Lò phản ứng Tokamak hình cầu sản xuất năng lượng “Spherical Tokamak for Energy Production” vào năm 2040.
Sơ đồ ý tưởng nhà máy điện nhiệt hạch của Anh. Ảnh physicsworld
Chính phủ cho biết sẽ đầu tư 220 triệu bảng Anh (khoảng 249,6 triệu USD) cho giai đoạn đầu tiên của dự án STEP, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Vương quốc Anh sẵn sàng thiết kế ý tưởng vào năm 2024.
Phản ứng Nhiệt hạch không giống như phản ứng phân hạch, được sử dụng trong các nhà máy điện hạt nhân ngày nay. Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) mô tả phản ứng tổng hợp xảy ra “khi hai nguyên tử va đập vào nhau tạo thành một nguyên tử nặng hơn, tương tự như 2 nguyên tử hydro hợp nhất tạo thành 1 nguyên tử heli.”
DOE cho biết thêm rằng đây “là quá trình hoạt động tương tự như những phản ứng trên mặt trời và tạo ra một lượng năng lượng khổng lồ, lớn hơn nhiều lần so với phản ứng phân hạch. Phản ứng nhiệt hạch sản xuất năng lượng cũng không tạo ra các sản phẩm phân hạch có tính phóng xạ cao.”
Trong một bài phát biểu tại Hội nghị Đảng Bảo thủ ở Birmingham, Rees-Mogg, nhà lãnh đạo về chiến lược kinh doanh, năng lượng và công nghiệp chính phủ Anh đã nỗ lực làm nổi bật tiềm năng của phản ứng tổng hợp hạt nhân. Ông phân tích:
“Phản ứng tổng hợp (Fusion) là một hy vọng lớn, là át chủ bài tiềm năng trong tay chúng ta. Phản ứng tổng hợp cung cấp tiềm năng vô song để sản xuất điện sạch, hứa hẹn một tương lai năng lượng vô tận, ngăn chặn sự phụ thuộc vào nhiên liệu hydrocarbon và khiến chúng ta thực sự tự cung tự cấp năng lượng và an toàn”, phân tích.
Mặc dù có rất nhiều khả năng về năng lượng nhiệt hạch, nhưng cũng có những thách thức rất lớn. DOE cho biết phản ứng nhiệt hạch “rất khó duy trì trong thời gian dài” do quá trình tổng hợp đòi hỏi phải thiết lập và duy trì ”áp suất và nhiệt độ khổng lồ, cần thiết để liên kết các hạt nhân với nhau.”
Trong bài phát biểu, ông Rees-Mogg cũng đưa ra quan điểm tương tự khi thừa nhận rằng tồn tại các rào cản công nghệ “lớn”. Nhưng ông rất lạc quan về triển vọng của ngành năng lượng Anh trong tương lai.
Ông nhấn mạnh: “Chúng ta sẽ xây dựng nhà máy năng lượng nhiệt hạch nguyên mẫu đầu tiên của Vương quốc Anh ở Nottinghamshire, thay thế nhà máy nhiệt điện than West Burton bằng một ngọn hải đăng năng lượng xanh dồi dào.
“Đây sẽ là nhà máy đầu tiên thuộc loại này, được xây dựng vào năm 2040 và có khả năng đưa năng lượng vào lưới điện. Hiện thực hóa dự án này sẽ chứng minh khả năng thương mại của năng lượng nhiệt hạch đối với thế giới.”
West Burton A là nhà máy nhiệt điện than, bắt đầu phát điện vào năm 1966. Quá trình hoạt động tại nhà máy dự kiến kết thúc vào tháng 3/2023.
Sự lạc quan của ông Rees-Mogg không được mọi người chia sẻ. Mike Childs, lãnh đạo Văn phòng khoa học, chính sách và nghiên cứu của tổ chức Những người bạn Trái đất trong một tuyên bố gửi cho CNBC cho biết: “Đó là một trò đùa dài hạn rằng phản ứng tổng hợp hạt nhân sẽ thành hiện thực chỉ trong vài thập kỷ nữa - chúng ta đã nghe điều này trong suốt 70 năm qua”.
“Vì vậy, bất cứ ai đưa ra ý kiến rằng, chúng ta sẽ có một nhà máy tổng hợp hạt nhân sản xuất năng lượng giá cả phải chăng ở Anh vào năm 2040 đều là giấc mơ không thực tế”, Childs nói thêm.
“Không có gì sai khi chính phủ tài trợ cho các công nghệ tương lai, nhưng điều này sẽ chỉ xảy ra khi các giải pháp đảm bảo khí hậu hiện nay được tài trợ đầy đủ, bao gồm đầu tư phù hợp vào năng lượng tái tạo sạch, rẻ và cách nhiệt cho những ngôi nhà thất thoát nhiệt kém hiệu quả của Anh.”
Nhưng thông báo của chính phủ Anh ngày 3/9 được ngành công nghiệp hạt nhân hoan nghênh. Tom Greatrex, giám đốc điều hành Hiệp hội Công nghiệp Hạt nhân, cho biết tin tức này đại diện cho “một thời điểm quan trọng đối với năng lượng nhiệt hạch ở Anh.”
Ông giải thích: “Khi chúng ta hướng tới việc chuyển dần từ nhiên liệu hóa thạch sang nguồn năng lượng mới không phát thải, điều quan trọng là chúng ta phải tìm ra những phương thức mới đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng.”
“Nhiệt hạch mang đến cơ hội sản xuất năng lượng hầu như vô hạn để cung cấp điện năng cho các nền kinh tế carbon thấp trên toàn thế giới. Anh có thể đóng vai trò trung tâm trong nỗ lực biến tham vọng này thành hiện thực.”
Vài năm qua, thế giới đã chứng kiến một số phát triển đáng kể trong lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch.
Ngày 21/12/2021, các kỹ sư và nhà khoa học từ tập đoàn Eurofusion đã có thể tạo ra 59 megajoules nhiệt năng từ phản ứng tổng hợp trong khoảng thời gian 5 giây.
Con số này đã vượt qua kỷ lục trước đó từ năm 1997, tạo ra được 22 megajoules năng lượng nhiệt. Kết quả đạt được tại cơ sở Joint European Torus ( JET), ở Oxfordshire, Anh.
Được đồng tài trợ bởi Ủy ban Châu Âu, Eurofusion là nơi tập trung hàng nghìn kỹ sư, nhà khoa học, nghiên cứu sinh và các chuyên gia khác từ khắp Châu Âu.
Nhưng lượng năng lượng được tạo ra trong thí nghiệm không lớn, những báo cáo vào thời điểm đó cho biết, 59 megajoules có thể đun sôi khoảng 60 ấm nước.
