Hướng tới mục tiêu cắt giảm lượng điện than khổng lồ – đủ để vận hành toàn bộ nước Mỹ – Trung Quốc đang xem xét kế hoạch chuyển đổi các nhà máy nhiệt điện than ngừng hoạt động thành nhà máy điện hạt nhân.
Thúc đẩy bởi mục tiêu khử carbon và hạn chế về đất đai, chiến lược “Than sang Hạt nhân” (Coal to Nuclear – C2N) tận dụng hạ tầng sẵn có của các nhà máy than cũ, như hệ thống lưới điện và nguồn nước, để lắp đặt các lò phản ứng nhỏ gọn, chống nóng chảy, hứa hẹn mở ra con đường nhanh hơn hướng tới năng lượng sạch so với việc xây dựng cơ sở hạt nhân mới từ đầu.
Trung Quốc có thể là quốc gia duy nhất đủ khả năng thực hiện điều này, nhờ các công nghệ lò phản ứng khí nhiệt độ cao và lò phản ứng muối nóng chảy dùng thorium. Hai công nghệ này có thể tạo ra hơi nước nóng hơn nhiều so với lò phản ứng truyền thống, từ đó tận dụng hiệu quả hơn các tuabin khí của nhà máy nhiệt điện than.
Theo các nhà nghiên cứu tham gia dự án, những lò phản ứng thế hệ thứ tư này có khả năng đáp ứng tốt hơn các tiêu chuẩn an toàn cũng như nhận được sự chấp thuận của công chúng.
Hiện Trung Quốc có hơn 1,19 terawatt công suất điện than, trong đó khoảng 100 gigawatt dự kiến sẽ ngừng hoạt động vào năm 2030.
Sáng kiến C2N, được Tập đoàn Năng lượng & Xây dựng Trung Quốc (CEEC) – nhà thầu hạ tầng năng lượng nhà nước lớn nhất quốc gia – đề xuất, mang lại con đường trực tiếp hướng tới khử carbon trong khi vẫn tận dụng được hạ tầng giá trị, đặc biệt ở các khu vực ven biển.
Dự án này đang thu hút sự quan tâm ngày càng lớn từ giới hoạch định chính sách, kỹ sư và chuyên gia môi trường, trong bối cảnh Trung Quốc theo đuổi hai mục tiêu kép: bảo đảm nguồn năng lượng sạch và đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2060.
Trên toàn cầu, các nhà máy điện than chiếm tới 30% lượng phát thải CO₂ liên quan đến năng lượng. Riêng ở Trung Quốc, điện than vẫn chiếm hơn một nửa sản lượng điện quốc gia, trở thành nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất.
Ngược lại, năng lượng hạt nhân hầu như không phát thải trong quá trình vận hành, với mức phát thải vòng đời tương đương điện gió.
Trung Quốc hiện có số lượng lò phản ứng hạt nhân lớn nhất thế giới, bao gồm các lò đang vận hành, đang xây dựng và đã lên kế hoạch. Chuỗi cung ứng hạt nhân của nước này cũng đạt mức quy mô và hoàn thiện vượt trội so với bất kỳ quốc gia nào khác.
Theo nhóm dự án do kỹ sư cao cấp Lý Hiểu Vũ (Li Xiaoyu) thuộc Viện Tư vấn Năng lượng Điện Trung Quốc (trực thuộc CEEC) dẫn đầu, trong nghiên cứu công bố tháng 7 trên tạp chí Southern Energy Construction, quá trình chuyển đổi C2N có thể kéo dài hàng thập kỷ do quy mô điện than quá lớn và tiến độ xây dựng nhà máy hạt nhân lâu dài.
“Trong giai đoạn này, nếu công nghệ nhiệt hạch đạt đột phá, tương lai có thể chuyển từ việc biến nhà máy than thành lò phân hạch sang tái sử dụng chúng cho điện nhiệt hạch”, nhóm nghiên cứu viết.
Ý tưởng C2N không mới. Tại Mỹ, Đạo luật Chips and Science năm 2022 đã bao gồm điều khoản hỗ trợ chuyển đổi nhà máy nhiệt điện than nghỉ hưu thành địa điểm hạt nhân. Bộ Năng lượng Mỹ đã xác định hơn 400 địa điểm tiềm năng.
TerraPower – công ty hạt nhân do tỷ phú Bill Gates hậu thuẫn – cũng đang xúc tiến xây dựng một lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri tại nhà máy than cũ ở Wyoming. Tuy nhiên, Mỹ mất hàng thập kỷ mới xây được một lò mới, trong khi Trung Quốc khai trương tới 7–8 lò mỗi năm.
Với số lượng nhà máy than nhiều nhất thế giới và mạng lưới hạt nhân phát triển nhanh nhất, nghiên cứu cho rằng việc chuyển đổi từ than sang hạt nhân ở Trung Quốc không chỉ khả thi mà còn hợp lý về mặt chiến lược – đặc biệt tại khu vực ven biển đông dân, nhu cầu điện năng cao và đất đai khan hiếm.
Một thách thức lớn là vấn đề tương thích. Thông thường, nhà máy điện hạt nhân thương mại yêu cầu vùng an toàn rộng lớn, khu loại trừ và nguồn nước dồi dào. Nhiều nhà máy than nội địa không đáp ứng được các điều kiện này.
Đây là lúc các thiết kế lò tiên tiến phát huy tác dụng. Trong cùng số báo, nghiên cứu của kỹ sư trưởng Tống Hiểu Di (Song Xiaoyi) thuộc Viện Thiết kế Điện lực Hoa Đông chỉ ra rằng lò phản ứng khí nhiệt độ cao (HTGR) có thể là lựa chọn lý tưởng.
HTGR yêu cầu vùng an toàn nhỏ hơn, nhu cầu nước thấp hơn và các thông số lò phù hợp hơn với hệ thống hơi nước sẵn có của nhà máy than, giúp đơn giản hóa việc tích hợp.
Một lò HTGR công suất 600 megawatt có thể lắp vừa trong khuôn viên nhà máy than mà không cần mở rộng nhiều, đồng thời với các tính năng an toàn nội tại như khả năng chịu nóng chảy mà không cần làm mát chủ động, giảm nhu cầu lập kế hoạch ứng phó khẩn cấp ngoài hiện trường.
Trung Quốc đã vận hành một lò HTGR thử nghiệm tại Shidao Bay, đánh dấu bước tiến quan trọng trong công nghệ hạt nhân thế hệ 4.
Lò phản ứng muối nóng chảy sử dụng thorium – loại nhiên liệu phổ biến – cũng là một ứng viên, vì không cần nước làm mát, rất phù hợp cho các địa điểm trong đất liền. Hiện Trung Quốc đã có một lò thử nghiệm thorium hoạt động tại sa mạc Gobi và đang xây dựng một phiên bản lớn hơn có khả năng phát điện.
Tuy nhiên, những rào cản lớn vẫn còn. Điện hạt nhân vốn đòi hỏi vốn đầu tư lớn, chi phí xây dựng cao hơn nhà máy nhiệt điện than. Ngay cả khi tiết kiệm được nhờ tái sử dụng hạ tầng, việc tài trợ các dự án như vậy vẫn cần cam kết chính sách dài hạn. Yếu tố xã hội cũng có thể trở thành vấn đề trọng yếu.
Ngoài ra, còn tồn tại câu hỏi về chính sách. Ngành hạt nhân Trung Quốc lâu nay do một số tập đoàn nhà nước thống lĩnh, một phần vì lý do an ninh. Để mở rộng quy mô chuyển đổi, các nhà quản lý có thể cần mở cửa thị trường cho nhiều chủ thể hơn, bao gồm cả các công ty điện truyền thống đang sở hữu tài sản nhiệt điện than.
Trung Quốc chấn chỉnh tình trạng “nhà người chết giá ngang căn hộ”
Không quân Trung Quốc nhận J-20 lô thứ 10, vượt mốc 300 tiêm kích tàng hình trong biên chế
Trung Quốc kiểm soát xuất khẩu Antimon: Các tập đoàn quân sự Mỹ chịu tác động
Theo SCMP
