Điện hạt nhân: Cuộc đua phát triển lò phản ứng mô-đun nhỏ

Xu hướng phát triển lò phản ứng mô-đun nhỏ

Theo Euro News ngày 11/1, các công ty năng lượng hạt nhân đang tập trung nhiều hơn vào sản xuất lò phản ứng mô-đun nhỏ trong những năm gần đây, do chúng rẻ hơn, an toàn hơn và dễ lắp ráp theo mô-đun. Những lò phản ứng này được kỳ vọng sẽ góp phần đáng kể vào nỗ lực khử carbon trên nhiều lĩnh vực.

Phối cảnh một nhà máy điện hạt nhân mô-đun nhỏ. Ảnh: CNBC

Năng lượng hạt nhân đã đạt được nhiều tiến bộ đáng kể trong vài năm qua, với riêng năm vừa qua chứng kiến những bước tiến lớn trong việc thúc đẩy mục tiêu triển khai hạt nhân tại Mỹ, tái khởi động các lò phản ứng truyền thống và triển khai nhiều lò phản ứng mới.

Điều này càng được thúc đẩy bởi các mục tiêu chống biến đổi khí hậu, khi nhiều quốc gia đang tìm kiếm các nguồn năng lượng tái tạo tốt hơn để đạt được các mục tiêu xanh của mình.

Mặc dù sự phát triển hạt nhân ở châu Âu chậm hơn so với Mỹ, một số quốc gia thuộc Liên minh châu Âu như Romania, Pháp và Bulgaria vẫn nỗ lực mua các dự án hạt nhân và tăng đầu tư.

Các lò phản ứng hạt nhân được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất dầu, phát điện, sản xuất và khử mặn nước. Chúng cũng được sử dụng tại các cơ sở nghiên cứu, nhà máy điện hạt nhân và để đẩy tàu như tàu phá băng và tàu ngầm.

Ngoài ra, một số sản phẩm tiêu dùng nhỏ như đồng hồ, máy dò khói và vật liệu chống dính cũng sử dụng một lượng nhỏ vật liệu phóng xạ.

Trong vài năm qua, nhiều công ty năng lượng hạt nhân đã cố gắng giảm kích thước lò phản ứng nhằm tăng cường sản xuất năng lượng không carbon và giúp các lĩnh vực giảm sự phụ thuộc vào pin điện. Các lò phản ứng nhỏ này dự kiến có kích thước tương đương một container vận chuyển và hoạt động như những "pin nhỏ".

Tại sao các công ty hạt nhân hiện tập trung vào lò phản ứng mô-đun nhỏ?

Lò phản ứng mô-đun nhỏ có khả năng cung cấp năng lượng sạch và đáng tin cậy hơn nhiều so với các máy phát điện truyền thống vì chúng không cần tiếp nhiên liệu trong nhiều năm. Chúng cũng được coi là an toàn hơn, với các tính năng an toàn thụ động làm giảm đáng kể nguy cơ rò rỉ phóng xạ.

Loại lò phản ứng này rẻ hơn nhiều so với các nhà máy lớn, đồng thời được chế tạo theo mô-đun trong nhà máy, sau đó lắp đặt tại nơi cần sử dụng. Lò phản ứng vi mô có thể ứng dụng trong nhiều mục đích và ngành công nghiệp, như khử mặn nước, sưởi ấm khu vực, căn cứ quân sự và nhiều ứng dụng khác.

Chúng không cần công nhân hay phòng điều khiển tại chỗ để vận hành hoặc bảo trì, cho phép hoạt động tự động hóa hơn, đồng thời giảm chi phí lao động.

Một lý do chính khiến các công ty năng lượng hạt nhân chuyển hướng sang lò phản ứng mô-đun nhỏ là nhằm thay thế các máy phát điện truyền thống sử dụng nhiên liệu hóa thạch như khí đốt và dầu diesel, góp phần vào nỗ lực khử carbon toàn cầu.

Hiện nay, các máy phát điện chạy khí đốt và dầu diesel được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như nông nghiệp, sản xuất, y tế, xây dựng, giáo dục, giao thông vận tải và quốc phòng, cũng như trong các chức năng cụ thể như giàn khoan dầu khí ngoài khơi và trung tâm dữ liệu.

Do đó, việc chuyển sang lò phản ứng hạt nhân vi mô có thể giúp các ngành công nghiệp này giảm lượng khí thải carbon, ít nhất là một phần.

Ứng dụng trong ngành khai thác mỏ và vai trò của lò phản ứng mô-đun nhỏ

Lò phản ứng mô-đun nhỏ ngày càng phổ biến hơn khi các ứng dụng trong ngành khai thác mỏ trở nên rõ rệt hơn. Hiện tại, hầu hết các mỏ sử dụng dầu diesel làm nguồn năng lượng chính để khai thác, điều này vừa tốn kém vừa gây ô nhiễm nặng. Tuy nhiên, lò phản ứng mô-đun nhỏ có thể giải quyết cả hai vấn đề này nhờ cung cấp nguồn năng lượng sạch và thời gian hoạt động lâu dài.

Một trong những công ty đi đầu trong cuộc cách mạng lò phản ứng mô-đun nhỏ là Westinghouse Nuclear, với dự án phát triển lò phản ứng vi mô eVinci. Lò phản ứng này dự kiến tạo ra công suất khoảng 5 megawatt điện trong hơn tám năm mà không cần tiếp nhiên liệu.

Nó sẽ nhằm mục đích cung cấp năng lượng an toàn, không có carbon và có thể mở rộng cho một số ứng dụng như trường đại học, cộng đồng vùng sâu vùng xa, trung tâm dữ liệu, trung tâm công nghiệp và hoạt động quốc phòng. Nó cũng sẽ có khả năng sản xuất hydro.

Theo Financial Times đưa tin, Jon Ball, người đứng đầu chương trình lò phản ứng mô-đun nhỏ eVinci của Westinghouse Nuclear, cho biết: "Ban đầu, ý tưởng này nhằm phục vụ những khu vực khó khử carbon, đặc biệt là các nơi xa xôi phụ thuộc vào dầu diesel vận chuyển, vốn rất đắt đỏ. Nhưng mức độ quan tâm đã thực sự mở rộng và chúng tôi tin rằng đây sẽ là một lĩnh vực tăng trưởng đáng kể".

Năng lượng hạt nhân vẫn đối mặt với nhiều rào cản để trở thành xu hướng chủ đạo

Mặc dù năng lượng hạt nhân đã đạt được những tiến bộ ấn tượng trong việc thúc đẩy các mục tiêu khí hậu toàn cầu, nó vẫn đối mặt với không ít phản đối.

Một trong những vấn đề chính là việc sản xuất chất thải phóng xạ và xử lý không đúng cách, trong nhiều trường hợp đã làm dấy lên lo ngại về rủi ro đối với sức khỏe con người và môi trường trong nhiều năm tới, nếu chất thải này làm ô nhiễm tài nguyên như nguồn nước và đất đai.

Rủi ro về các thảm họa hạt nhân như sự cố Chernobyl và Fukushima Daiichi cũng là nguyên nhân lớn dẫn đến sự phản đối đối với các dự án hạt nhân mới và hiện có.

Một mối quan tâm lớn khác là nguy cơ phổ biến vũ khí hạt nhân, có thể làm trầm trọng thêm các căng thẳng địa chính trị hiện tại. Các nguy cơ khác bao gồm tỷ lệ ung thư phổi gia tăng ở các thợ mỏ khai thác uranium.

Tuy nhiên, một trong những rào cản lớn nhất đối với năng lượng hạt nhân, cũng là yếu tố có thể ảnh hưởng đến việc sản xuất lò phản ứng cỡ nhỏ, là chi phí xây dựng các lò phản ứng hạt nhân, vốn thường lên tới hàng tỷ USD.

Mặc dù lò phản ứng cỡ nhỏ có chi phí thấp hơn nhiều so với lò phản ứng hạt nhân truyền thống, chúng vẫn cần một khoản đầu tư đáng kể, trong khi thị trường chưa thực sự phát triển. Điều này khiến việc tìm kiếm nhà đầu tư trở nên khó khăn hơn, đặc biệt trong bối cảnh kinh tế không chắc chắn hiện nay.

Trần Đình