Điện hạt nhân phục hưng giữa những bất ổn năng lượng toàn cầu

Điện hạt nhân bước vào chu kỳ phục hưng

Trong nhiều thập niên, điện hạt nhân gắn liền với lo ngại về an toàn, đặc biệt sau các sự cố như Chernobyl năm 1986 và Fukushima năm 2011. Hai sự cố này làm suy giảm niềm tin công chúng, khiến nhiều quốc gia - nhất là tại châu Âu - thu hẹp hoặc từ bỏ chương trình hạt nhân.

Tuy nhiên, cục diện đang đảo chiều khi các cú sốc năng lượng liên tiếp buộc các chính phủ phải xem xét lại những lựa chọn từng bị loại bỏ. Xung đột tại Trung Đông, cùng với biến động giá dầu khí đã phơi bày rõ điểm yếu của các hệ thống phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu.

Trong bối cảnh đó, điện hạt nhân nổi lên như một giải pháp chiến lược nhờ lợi thế về an ninh năng lượng: cung cấp điện tải nền ổn định 24/7, phát thải thấp trong quá trình vận hành và giúp giảm phụ thuộc vào nguồn cung bên ngoài.

Chu kỳ tiếp nhiên liệu kéo dài 18-24 tháng, cùng khả năng dự trữ nhiên liệu trong nhiều năm tại chỗ, giúp các nhà máy hạt nhân ít chịu rủi ro gián đoạn ngắn hạn.

Hiện thế giới có hơn 400 lò phản ứng tại 31 quốc gia, cung cấp khoảng 10% sản lượng điện toàn cầu, tương đương gần một phần tư nguồn điện phát thải thấp. Xu hướng mở rộng ngày càng rõ, với khoảng 60-70 lò đang xây dựng và hơn 40 quốc gia cân nhắc hoặc lên kế hoạch phát triển điện hạt nhân.

Theo ông Fatih Birol, Tổng giám đốc Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), sự phục hồi của điện hạt nhân đã được dự báo từ trước, nhưng các bất ổn địa chính trị gần đây - đặc biệt tại Trung Đông - đang đóng vai trò chất xúc tác mạnh. Ông khẳng định xu hướng này sẽ tiếp tục lan rộng tại châu Mỹ, châu Âu và châu Á.

Châu Á và châu Phi tăng tốc sau cú sốc năng lượng

Những chuyển biến rõ nét nhất đang diễn ra tại châu Á và châu Phi - hai khu vực phụ thuộc lớn vào nguồn cung dầu khí từ Trung Đông. Khi các tuyến vận chuyển bị gián đoạn, nhiều quốc gia buộc phải tăng công suất từ các nhà máy hiện có hoặc triển khai những bước đi đầu tiên để tiếp cận loại năng lượng này.

Tại châu Á, Hàn Quốc đang tăng sản lượng, đồng thời đẩy nhanh tiến độ bảo trì để đưa 5 lò phản ứng trở lại vận hành. Nhật Bản - từng đóng cửa phần lớn các lò sau sự cố Fukushima - đã khởi động lại 15 lò, và đang xem xét phê duyệt thêm 10 lò khác, đồng thời thúc đẩy hợp tác quốc tế về nhiên liệu, công nghệ. Đài Loan (Trung Quốc) cũng cân nhắc mở lại hai lò phản ứng đã dừng, dù tiến trình có thể kéo dài nhiều năm.

Ở Nam Á, Bangladesh đang gấp rút đưa vào vận hành các lò phản ứng do Nga xây dựng, dự kiến bổ sung khoảng 300 MW điện trong mùa hè nhằm giảm áp lực thiếu hụt khí đốt. Tại Đông Nam Á, các bước đi ban đầu đã xuất hiện: Việt Nam ký thỏa thuận phát triển hạt nhân với Nga, trong khi Philippines xem xét khôi phục một nhà máy xây dựng từ thập niên 1970 nhưng chưa từng vận hành.

Tại châu Phi, Nam Phi - quốc gia duy nhất hiện có nhà máy điện hạt nhân - đặt mục tiêu nâng tỷ trọng nguồn điện này từ khoảng 5% lên 16% vào năm 2040. Đồng thời, các nước như Kenya, Rwanda và Ghana cũng đang thúc đẩy chương trình phát triển điện hạt nhân với sự tham gia của các đối tác quốc tế.

Động lực từ làn sóng điện khí hóa và trí tuệ nhân tạo

Theo giới phân tích, sự phục hồi của điện hạt nhân không chỉ là phản ứng ngắn hạn trước khủng hoảng năng lượng, mà đã hình thành từ trước và hiện được gia tốc bởi các yếu tố mang tính cấu trúc.

Bà Rachel Bronson, cố vấn cấp cao tại Tạp chí Các nhà khoa học nguyên tử, cho rằng xu hướng này được thúc đẩy bởi ba động lực chính: địa chính trị - khi các quốc gia tìm cách giảm phụ thuộc năng lượng; chính sách công nghiệp nhằm đảm bảo nguồn cung ổn định cho nền kinh tế; và sự bùng nổ của các trung tâm dữ liệu với nhu cầu điện gần như “không có giới hạn”.

Trong đó, trí tuệ nhân tạo (AI) và hạ tầng dữ liệu đang tạo bước ngoặt quan trọng. Các trung tâm dữ liệu đòi hỏi nguồn điện phát thải thấp, vận hành liên tục 24/7 - đặc tính phù hợp với điện hạt nhân. Làn sóng đầu tư vào AI vì vậy đang kéo theo nhu cầu điện tăng nhanh và ổn định trong dài hạn.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu toàn cầu đã đạt khoảng 415 TWh vào năm 2024 và có thể tăng lên gần 945 TWh vào năm 2030. Trong bối cảnh đó, điện hạt nhân được đánh giá sẽ đóng vai trò then chốt trong việc đáp ứng nhu cầu điện quy mô lớn, ổn định và phát thải thấp.

Các nền kinh tế lớn định hình lại chiến lược hạt nhân

Trong bối cảnh điện năng trở thành nền tảng của kinh tế hiện đại, các nền kinh tế lớn đang điều chỉnh chiến lược theo hướng tăng vai trò của điện hạt nhân.

Mỹ - với 94 lò phản ứng, chiếm khoảng 30% sản lượng điện hạt nhân toàn cầu - đang đặt mục tiêu mở rộng công suất dài hạn. Chương trình UPRISE của Bộ Năng lượng Mỹ dự kiến bổ sung khoảng 5 GW công suất điện hạt nhân - tương đương 5 lò phản ứng - vào cuối thập niên này thông qua nâng cấp nhà máy hiện có và khôi phục các cơ sở đã dừng hoạt động, với chi phí thấp hơn đáng kể so với xây mới.

Trung Quốc nổi lên là quốc gia dẫn đầu về mở rộng công suất, với 61 lò đang vận hành và gần 40 lò đang xây dựng - chiếm khoảng một nửa số lò đang thi công trên toàn cầu. Năm ngoái, đầu tư điện hạt nhân của Trung Quốc đã vượt 160 tỉ nhân dân tệ; nâng công suất dự kiến lên khoảng 125 GW, và xa hơn là 200 GW vào năm 2040.

Nga, thông qua Rosatom, tiếp tục mở rộng ảnh hưởng bằng xuất khẩu công nghệ và xây dựng nhà máy tại nhiều quốc gia, với khoảng 20 lò phản ứng đang triển khai tại châu Âu, châu Phi và châu Á, kèm theo các gói hợp tác về đào tạo và chuỗi cung ứng nhiên liệu.

Tại châu Âu, chính sách năng lượng đang chuyển dịch theo hướng thực dụng hơn khi Ủy ban châu Âu (EC) dự kiến khuyến nghị các nước thành viên không đóng cửa sớm các nhà máy hạt nhân. Chủ tịch EC Ursula von der Leyen thừa nhận việc quay lưng với nguồn điện “đáng tin cậy, chi phí thấp và phát thải thấp” là một sai lầm chiến lược khiến châu lục này gặp bất lợi về an ninh năng lượng.

Vai trò của điện hạt nhân trong cấu trúc năng lượng mới

Sự trở lại của điện hạt nhân hiện vẫn vấp phải nhiều tranh luận về chi phí, an toàn và xử lý chất thải - những yếu tố từng khiến công nghệ này bị loại khỏi chiến lược năng lượng sạch trong thời gian dài.

Trong đó, chi phí được coi là rào cản lớn nhất. Các dự án thường đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu rất lớn, thời gian xây dựng kéo dài và dễ phát sinh đội vốn, làm suy giảm niềm tin của nhà đầu tư. Các dự án “cực kỳ tốn kém và phức tạp”, đồng nghĩa với việc những quyết định đầu tư sẽ ràng buộc hệ thống năng lượng trong nhiều thập niên.

Theo ông Rex Amancio, người phụ trách khu vực châu Á - Thái Bình Dương của Global Renewables Alliance, điện hạt nhân không thể là lời giải cho cuộc khủng hoảng năng lượng hiện nay, do khó đáp ứng yêu cầu về tốc độ triển khai và hiệu quả chi phí; thay vào đó, năng lượng tái tạo kết hợp điện khí hóa là lựa chọn phù hợp hơn.

Ở một góc nhìn khác, ông Chris Hocknell, đồng sáng lập công ty tư vấn bền vững Eight Versa, nhấn mạnh cần đặt điện hạt nhân trong tổng thể hệ thống. Theo ông, năng lượng tái tạo phụ thuộc lớn vào điều kiện tự nhiên và không thể đáp ứng mọi khu vực, trong khi điện hạt nhân - dù chi phí đầu tư ban đầu cao - lại có lợi thế về vận hành ổn định, chi phí dài hạn và phát thải thấp xét trên toàn vòng đời.

Theo IEA, trong năm qua, năng lượng tái tạo kết hợp với điện hạt nhân đã đáp ứng gần 60% mức tăng nhu cầu năng lượng toàn cầu. Ông Rafael Grossi, Tổng giám đốc Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), cho rằng xu hướng này phản ánh nhận thức ngày càng rõ về vai trò của nguồn điện sạch, ổn định trong bối cảnh nhu cầu tăng nhanh.

Dù không thể thay thế hoàn toàn năng lượng tái tạo hay nhiên liệu hóa thạch, điện hạt nhân với sự ổn định và đáng tin cậy của mình đang dần trở thành trụ cột không thể thiếu của hệ thống điện trong dài hạn.

Lò phản ứng mô đun nhỏ: triển vọng và những giới hạn thực tế

Một điểm nhấn trong làn sóng phục hồi điện hạt nhân là công nghệ lò phản ứng mô đun nhỏ (SMR). Với thiết kế gọn, xây dựng theo mô đun và khả năng triển khai linh hoạt, SMR được kỳ vọng rút ngắn thời gian xây dựng, giảm chi phí và mở rộng ứng dụng, đặc biệt tại các khu vực hạ tầng điện hạn chế hoặc phục vụ trực tiếp cho trung tâm dữ liệu và khu công nghiệp.

Với công suất thường dưới 300 MW, các lò này phù hợp với những hệ thống điện quy mô nhỏ hoặc nhu cầu phân tán. SMR cũng được đề xuất như giải pháp cung cấp điện tại chỗ cho các trung tâm dữ liệu, khi có thể đặt gần nơi tiêu thụ. Một số thiết kế còn hướng tới việc tái sử dụng nhiên liệu đã qua sử dụng từ các nhà máy lớn.

Tuy nhiên, công nghệ này vẫn trong giai đoạn phát triển và chưa được kiểm chứng đầy đủ. Giáo sư Per Högselius, chuyên gia tại Viện Công nghệ Hoàng gia Thụy Điển, cho rằng SMR đang ở giai đoạn “đầy hứng khởi”, nhưng chi phí, khả năng triển khai và hiệu quả vận hành vẫn là những ẩn số.

Thực tế cho thấy, dù được quảng bá có thể triển khai nhanh và chi phí thấp hơn, các dự án SMR hiện nay vẫn có thể mất nhiều năm để hoàn thành và chưa đạt tới mức độ thương mại hóa rộng rãi.

Dù vậy, trước nhu cầu điện gia tăng, đặc biệt từ trung tâm dữ liệu và hạ tầng công nghiệp, SMR vẫn được nhiều quốc gia và doanh nghiệp xem là một giải pháp tiềm năng cho nguồn điện ổn định, phát thải thấp.

Nguồn: Reuters, DW, IEA, WEF, PBS, AP News, SCMP, China Daily