Điện hạt nhân hồi sinh mạnh mẽ trên toàn thế giới sau những bước lùi

Quá trình phát triển thăng trầm của điện hạt nhân

Những lo ngại về độ an toàn, chi phí và biện pháp xử lý chất thải phóng xạ đã làm giảm đi sự nhiệt tình của thế giới đối với một công nghệ từng được coi là nguồn năng lượng dồi dào, giá rẻ và mang tính cách mạng.

Tuy nhiên, trong vài năm trở lại đây, thế giới một lần nữa chứng kiến sự hồi sinh của năng lượng nguyên tử, được thúc đẩy bởi những “gã khổng lồ” công nghệ như Microsoft, Google và Amazon. Tất cả các tập đoàn này đều công bố đầu tư vào lĩnh vực điện hạt nhân, trong khi các quốc gia giàu có cũng chịu sức ép lớn trong việc hạn chế lượng khí thải carbon và chuyển sang năng lượng sạch.

Khi năng lượng hạt nhân thương mại lần đầu tiên được phát triển vào những năm 1950 và 1960, chính phủ các nước đã tỏ ra hết sức hứng thú trước những tiềm năng dường như vô hạn của nó.

Các lò phản ứng hạt nhân có thể khai thác và kiểm soát những lực lượng khủng khiếp, tương tự như lực được giải phóng bởi bom nguyên tử, để cung cấp điện cho hàng triệu ngôi nhà. Chỉ với 1 kg uranium đã mang lại năng lượng gấp 20.000 lần so với 1 kg than đá, và chính phủ nhiều nước coi đây là nguồn năng lượng của tương lai.

Nhưng công nghệ này cũng khiến nhiều người lo sợ. Và nỗi lo sợ đó dường như được chứng minh bằng thảm họa Chernobyl, sự kiện khiến ô nhiễm phóng xạ lan rộng khắp châu Âu vào đầu năm 1986.

Sự kiện này thúc đẩy sự phản rộng khắp và làm chậm sự phát triển của ngành điện hạt nhân.

Một vụ tai nạn khác tại nhà máy Fukushima Daichi ở Nhật Bản vào năm 2011 đã làm dấy lên mối lo ngại về an toàn hạt nhân. Bản thân Nhật Bản đã đóng cửa tất cả các lò phản ứng của mình ngay sau đó và chỉ có 12 lò phản ứng được khởi động lại kể từ sau thảm họa này.

Đức quyết định loại bỏ hoàn toàn năng lượng hạt nhân. Các quốc gia khác thu hẹp kế hoạch đầu tư vào các nhà máy điện mới hoặc kéo dài tuổi thọ của các cơ sở cũ.

Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), xu hướng này khiến thế giới tổn thất 48GW sản lượng điện trong khoảng thời gian từ năm 2011 đến 2020.

Điện hạt nhân hồi sinh mạnh mẽ

Nhưng sự phát triển của hạt nhân không dừng lại ở đó. Ví dụ, ở Trung Quốc, có 13 lò phản ứng hạt nhân vào năm 2011, con số này đã tăng lên 55, và hiện có 23 lò khác đang được xây dựng. Đối với Bắc Kinh, trong nỗ lực đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng nhanh, điện hạt nhân đã và đang đóng một vai trò quan trọng.

Ở thời điểm hiện tại, sự quan tâm đến lĩnh vực này dường như đang tăng trở lại ở nhiều nơi trên thế giới. Điều này một phần là do các nước phát triển đang tìm cách đáp ứng nhu cầu năng lượng, đồng thời phấn đấu đạt mục tiêu giảm phát thải theo Thỏa thuận Paris.

Trong khi năm 2024 được dự đoán là năm nóng nhất trong lịch sử, áp lực cắt giảm lượng khí thải carbon đang ngày càng tăng. Sự tập trung của toàn thế giới vào an ninh năng lượng, nảy sinh sau khi cuộc xung đột Ukraine-Nga bắt đầu vào tháng 2/2022, cũng là một nguyên nhân.

Đơn cử, Hàn Quốc gần đây đã hủy bỏ kế hoạch loại bỏ dần các nhà máy điện hạt nhân lớn trong vòng 4 thập kỷ, thay vào đó sẽ xây dựng thêm nhiều nhà máy điện hạt nhân hơn.

Pháp cũng đảo ngược kế hoạch giảm sự phụ thuộc vào năng lượng hạt nhân, nguồn cung cấp 70% điện năng cho nước này. Thay vào đó, họ muốn xây dựng tới 8 lò phản ứng mới.

Ngoài ra, tuần trước, chính phủ Mỹ đã tái khẳng định tại Hội nghị về Biến đổi Khí hậu của Liên Hợp Quốc (COP29), được tổ chức tại Azerbaijan, rằng họ có ý định tăng gấp 3 lần sản lượng điện hạt nhân vào năm 2050.

Nhà Trắng ban đầu đã cam kết thực hiện kế hoạch này bên lề hội nghị COP28 tổ chức vào năm ngoái. Tổng cộng có 31 quốc gia hiện đã đồng ý nỗ lực tăng gấp 3 lần việc sử dụng năng lượng hạt nhân vào năm 2050, bao gồm Anh, Pháp và Nhật Bản.

Cũng tại COP29, kết thúc vào ngày 22/11 vừa qua, Mỹ và Anh tuyên bố sẽ hợp tác để đẩy nhanh quá trình phát triển công nghệ điện hạt nhân mới.

Các gã khổng lồ công nghệ nhập cuộc

Khao khát năng lượng sạch không chỉ đến từ chính phủ các nước trên thế giới. Các gã khổng lồ công nghệ cũng đang nỗ lực phát triển ngày càng nhiều ứng dụng sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI).

AI vẫn dựa vào dữ liệu, và các trung tâm dữ liệu cần nguồn điện liên tục và đáng tin cậy. Theo tổ chức nghiên cứu Barclays Research, các trung tâm dữ liệu chiếm 3,5% lượng điện tiêu thụ ở Mỹ hiện nay, nhưng con số này có thể tăng lên hơn 9% vào cuối thập kỷ này.

Trong tháng 9, Microsoft đã ký hợp đồng 20 năm mua điện từ hãng Constellation Energy, dẫn đến việc mở cửa trở lại nhà máy điện Three Mile Island ở bang Pennsylvania – nơi xảy ra vụ tai nạn hạt nhân tồi tệ nhất trong lịch sử Mỹ. Một lò phản ứng của nhà máy từng bị hư hỏng, gây ra cuộc khủng hoảng vào năm 1979.

Bất chấp hình ảnh không tốt trước công chúng, một lò phản ứng khác tại nhà máy vẫn tiếp tục phát điện cho đến năm 2019. Giám đốc điều hành của Constellation, Joe Dominguez, mô tả thỏa thuận mở cửa trở lại nhà máy là "biểu tượng mạnh mẽ cho sự tái sinh của năng lượng hạt nhân như một nguồn năng lượng sạch và đáng tin cậy".

Trong khi đó, các gã khổng lồ công nghệ khác lựa chọn hướng tiếp cận khác. Google có kế hoạch mua năng lượng được sản xuất từ ​​​​một số Lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) – một công nghệ non trẻ nhằm mục đích triển khai năng lượng hạt nhân dễ dàng hơn và rẻ hơn. Amazon cũng đang hỗ trợ phát triển và xây dựng SMR.

Xu hướng mới trong năng lượng hạt nhân

SMR hiện đang được quảng bá như giải pháp khắc phục được một trong những nhược điểm lớn nhất của năng lượng hạt nhân hiện nay. Ở các quốc gia phương Tây, các nhà máy điện mới phải được xây dựng theo tiêu chuẩn an toàn hiện đại. Điều này, cùng với quy mô khổng lồ của chúng, khiến việc xây dựng chúng trở nên cực kỳ tốn kém và phức tạp.

Hinkley Point C là một ví dụ điển hình. Nhà máy điện hạt nhân mới đầu tiên của Anh kể từ giữa những năm 1990 đang được xây dựng trên một dải bờ biển xa xôi ở phía tây nam nước Anh.

Đây được coi là nhà máy đầu tiên trong loạt nhà máy mới thay thế các lò phản ứng cũ kỹ của Anh. Tuy nhiên, dự án đang chậm tiến độ khoảng 5 năm và sẽ tiêu tốn nhiều hơn kế hoạch tới 9 tỷ bảng Anh (11,5 tỷ USD).

Đó không phải là một trường hợp cá biệt. Các lò phản ứng mới nhất của Mỹ tại Nhà máy Vogtle ở Georgia đã mở cửa muộn 7 năm và tiêu tốn hơn 35 tỷ USD – cao hơn gấp đôi ngân sách ban đầu của họ.

SMR được thiết kế để giải quyết vấn đề này. Chúng nhỏ hơn các lò phản ứng truyền thống, sử dụng các bộ phận tiêu chuẩn hóa có thể được lắp ráp nhanh chóng tại các địa điểm gần nơi cần nguồn điện.

Tuy nhiên, theo IAEA, trong khi có khoảng 80 thiết kế SMR khác nhau đang được phát triển trên toàn cầu thì ý tưởng này vẫn chưa được chứng minh về mặt thương mại.

Vấn đề xử lý chất thải phóng xạ

Các ý kiến ​​về năng lượng hạt nhân ngày nay vẫn còn khá phân cực. Những người ủng hộ cho rằng công nghệ này là không thể thiếu nếu muốn đạt được các mục tiêu về khí hậu. Trong số đó có Rod Adams, người có quỹ Nucleation Capital thúc đẩy đầu tư vào công nghệ hạt nhân.

Ông giải thích: “Sự phân hạch hạt nhân có lịch sử kéo dài 7 thập kỷ cho thấy nó là một trong những nguồn năng lượng an toàn nhất hiện có. Đây là nguồn năng lượng bền bỉ, đáng tin cậy với chi phí thấp, nhưng chi phí vốn ở các nước phương Tây lại quá cao”.

Tuy nhiên, những người phản đối khẳng định năng lượng hạt nhân không phải là câu trả lời.

Theo giáo sư M.V. Ramana của Đại học British Columbia, “thật điên rồ khi coi năng lượng hạt nhân là sạch”. Ông nói, "đó là một trong những cách tốn kém nhất để tạo ra điện. Đầu tư vào các nguồn năng lượng ít carbon rẻ hơn sẽ giúp giảm lượng khí thải nhiều hơn trên mỗi đồng USD".

Nếu các xu hướng hiện nay báo trước một thời đại hạt nhân mới, vẫn còn một vấn đề cũ chưa được giải quyết. Sau 70 năm kể từ khi năng lượng nguyên tử xuất hiện, thế giới vẫn còn bất đồng về việc xử lý chất thải phóng xạ tích tụ - một số trong đó sẽ vẫn còn nguy hiểm trong hàng trăm nghìn năm.

Giải pháp đang được nhiều chính phủ nghiên cứu là xử lý địa chất – tức chôn chất thải trong các đường hầm kín sâu dưới lòng đất. Nhưng chỉ có một quốc gia, Phần Lan, thực sự xây dựng một cơ sở như vậy, trong khi các nhà bảo vệ môi trường và các nhà vận động chống hạt nhân cho rằng việc vứt rác thải ra khỏi tầm mắt và tâm trí đơn giản là quá rủi ro.

Việc giải quyết câu hỏi hóc búa đó có thể là yếu tố then chốt quyết định liệu có thực sự tồn tại một kỷ nguyên mới của năng lượng hạt nhân hay không.