Lò phản ứng hạt nhân module nhỏ có thể là 'chìa khóa' để đạt các mục tiêu khí hậu

Thử tải trọng lò phản ứng hạt nhân 2,4 triệu pound trên đường ở Nevada, US.

Theo ước tính của Wood Mackenzie, thế giới cần 2000 tỷ USD vốn đầu tư để xây dựng công suất điện mới nhằm khử carbon và kiềm chế sự gia tăng nhiệt độ của Trái đất ở mức dưới 2 độ C. Do đó, năng lượng hạt nhân có thể là chìa khóa trong quá trình khử carbon toàn cầu.

Trưởng bộ phận Thị trường và chuyển đổi năng lượng châu Á-TBD tại Wood Mackenzie Prakash Sharma cho biết, có khoảng 125 GW công suất thiết kế điện hạt nhân quy mô lớn đã được đề xuất trên toàn cầu, trong đó Trung Quốc là nước đóng góp nhiều nhất, chiếm 1/3 danh mục. Quốc gia này được dự báo sẽ chiếm gần 50% tổng công suất điện hạt nhân toàn cầu vào năm 2050. Theo đó, công suất lắp đặt điện hạt nhân của nước này sẽ tăng 88% lên mức 685 GW.

Quá trình điện khí hóa đang gia tăng trên tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế và là trụ cột của quá trình chuyển đổi năng lượng. Điều đó có nghĩa là quá trình khử carbon trong sản xuất điện cần phải nhanh hơn tốc độ tăng trưởng nhu cầu tiêu thụ điện cơ bản.

Trong bối cảnh nhu cầu điện năng và NLTT tăng trưởng nhanh chóng, các nguồn năng lượng linh hoạt và có thể thay thế là cần thiết. Công nghệ SMR là một lựa chọn, bên cạnh công nghệ thu gom và lưu trữ CO2 (CCS) và công nghệ hydro. Thông thường, trong phạm vi công suất từ 150- 450 MW, SMR được đánh giá là giải pháp tiềm năng bởi chi phí trung bình thấp hơn các lò phản ứng công suất lớn, dễ xây dựng và thời gian thi công nhanh hơn, cũng như có thể được phân bổ ở nhiều địa điểm hơn và tính an toàn cao hơn.

Theo chuyên gia Prakash Sharma, khi ngày càng có nhiều nhà máy điện hoạt động bằng nhiên liệu hóa thạch ngừng hoạt động trên phạm vi toàn cầu. Chủ sở hữu các nhà máy này có thể chọn SMR để bù đắp cho phần công suất hóa thạch bị cắt giảm. Tuy nhiên, chi phí CAPEX phải giảm khoảng 50% để có thể cạnh tranh với các công nghệ phát điện linh hoạt khác. Chi phí trên một đơn vị năng lượng (LCOE) trung bình cho một SMR hiện nay lên tới 120 USD/MWh tại thị trường châu Âu, Mỹ và Nhật Bản. Nó có tính cạnh tranh tốt so với lựa chọn công nghệ phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch kết hợp CCS; phát điện bằng năng lượng sinh học kết hợp CCS hoặc phát điện bằng đốt cháy nhiên liệu hydro. Với sự hỗ trợ của các chính phủ, sự cải tiến và gia tăng đầu tư, LCOE của SMR có thể giảm xuống dưới 80 USD/MWh vào năm 2030. Trung Quốc đã đạt được mức giảm chi phí nhanh hơn trong các công nghệ phát điện khác và có khả năng lặp lại thành công với SMR.

Mặc dù thế hệ SMR đã xuất hiện được một thời gian, nhưng thực tế chỉ tồn tại một số ít lò phản ứng loại này đang hoạt động hoặc trong quá trình xây dựng. Thế giới hiện ghi nhận khoảng 70 loại SMR đang ở các giai đoạn phát triển khác nhau. Thách thức hiện nay là giảm số loại SMR để tiến tới quản lý chi phí được chặt chẽ hơn. Nhiều loại SMR được các nhà phát triển thiết kế khác nhau. Do đó, để giảm chi phí đối với công nghệ này, cần giảm số lượng thiết kế SMR, tiến tới hình thành dây chuyền chế tạo, tăng số lượng đơn đặt hàng, mở rộng quy mô và cuối cùng là giảm chi phí. Các công nghệ năng lượng khác cũng đang trong hành trình tương tự để cắt giảm đáng kể chi phí chế tạo.

Sự hỗ trợ của các chính phủ đối với các thiết kế đầu tiên và hỗ trợ bao tiêu sản phẩm sẽ đảm bảo cho công nghệ SMR vượt qua giai đoạn đầu, trước khi mở rộng để hỗ trợ quá trình khử carbon trong sản xuất điện. Chuyên gia Prakash Sharma nhận định, hiện các SMR vẫn cần được hoàn thiện hơn nữa, nhưng tiềm năng của chúng là vô tận. Chúng có thể đóng vai trò trong sản xuất hydro phát thải carbon thấp - nền tảng của hầu hết kịch bản khử carbon. Theo ước tính của Wood Mackenzie, nếu LCOE của SMR giảm xuống còn 65 USD/MWh và các máy điện phân công suất lớn đi vào hoạt động thì nguồn hydro được sản xuất từ điện hạt nhân sẽ cạnh tranh với hydro “xanh” sản xuất từ khí đốt thiên nhiên kết hợp CCS.

Tiến Thắng