Trung Quốc tuyên bố đột phá “nguồn năng lượng vô hạn” đủ cho 1,4 tỷ người dùng trong 20.000 năm

Công nghệ này có tên “Lò phản ứng muối nóng chảy sử dụng Thori” (Thorium molten salt reactor) — được coi là chìa khóa mở ra kỷ nguyên “năng lượng vô hạn”. Theo Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, chỉ với 1,4 triệu tấn Thori, nhân loại có thể đáp ứng nhu cầu điện cho 1,4 tỷ người trong 20.000 năm, và Trung Quốc hiện nắm tới 3/4 trữ lượng Thori toàn cầu.

Từ dự án bị bỏ quên đến “cuộc cách mạng năng lượng”

Đây không phải là lời nói suông. Năm nay (2025), Trung Quốc sẽ xây dựng nhà máy điện hạt nhân Thori muối nóng chảy đầu tiên trên thế giới công suất 10 MW, dự kiến hòa lưới điện vào năm 2029. Đây được xem là bước ngoặt có thể thay đổi toàn bộ cục diện năng lượng thế giới — một công nghệ từng bị Mỹ bỏ rơi cách đây 60 năm, nay lại được Trung Quốc hồi sinh.

Thori không phải là một nguyên tố hiếm; nó có thể dễ dàng tìm thấy ở hầu hết mọi mỏ đất hiếm tại Trung Quốc. Trong mỏ đất hiếm Bayan Obo ở Nội Mông, quặng Thorium trong quá trình khai thác được coi là sản phẩm phụ. Từ nguồn “phế liệu” đó, Trung Quốc nay sở hữu hơn 1,4 triệu tấn Thori, chiếm 74% toàn cầu.

Ngược lại, mặc dù Mỹ và Ấn Độ cũng có tài nguyên Thori, nhưng chúng lại phân bố thưa thớt hoặc khó khai thác, thiếu những lợi thế về trữ lượng dồi dào như Trung Quốc. Tình trạng " nghèo urani và giàu thori" của Trung Quốc đã thúc đẩy sự phát triển của con đường năng lượng độc đáo này.

50 năm kiên trì và đột phá

Trung Quốc không phát triển lò phản ứng này một cách đột ngột; nó là kết quả của nhiều thập kỷ nghiên cứu. Ngay từ những năm 1970, Trung Quốc đã bắt đầu nghiên cứu lò phản ứng muối nóng chảy sử dụng Thori, khi đó được gọi là "Dự án 728". Vào thời điểm đó, các nhà nghiên cứu chỉ được giải mật các bản vẽ kỹ thuật của Mỹ để làm theo, và phải tự phát triển vật liệu và quy trình. Không thể khắc phục các vấn đề về khả năng chống ăn mòn, dự án đã bị gác lại.

Mãi đến năm 2011, bước ngoặt mới xuất hiện. Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã coi lò phản ứng muối nóng chảy sử dụng Thori là một dự án chiến lược quốc gia, gom 10 viện nghiên cứu tập trung vào giải quyết các thách thức kỹ thuật như ăn mòn vật liệu và tinh chế nhiên liệu. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành nhiều thí nghiệm, bổ sung các nguyên tố vi lượng như crom, molypden và vonfram vào hợp kim gốc niken, cuối cùng đã phát triển được một vật liệu chống ăn mòn mới.

Vào tháng 4/2017, Trung Quốc đã chính thức khởi động dự án thử nghiệm lò phản ứng muối nóng chảy gốc Thori. Việc xây dựng bắt đầu vào tháng 9/2018. Năm 2019, lò phản ứng mô phỏng thu nhỏ đầu tiên đã được hoàn thành để kiểm tra hiệu suất vật liệu. Năm 2021, cấu trúc chính của lò phản ứng thử nghiệm TMSR-LF1 công suất 2 megawatt, đã hoàn thành và được cấp phép vận hành năm 2023.

Đến tháng 6/2024, lò phản ứng thử nghiệm đã hoạt động hơn 1.000 giờ tại sa mạc ở Nội Mông, có khả năng vận hành liên tục toàn công suất và đạt được "nạp nhiên liệu Thorium không ngừng", chứng minh khả năng "nạp nhiên liệu tức thời" thực sự cho các lò phản ứng Thorium. Công nghệ này không chỉ được kiểm chứng đầy đủ tại Trung Quốc mà dữ liệu vận hành thực tế đã hoàn toàn xua tan những lo ngại của phương Tây về tính bất ổn và mất an toàn của lò phản ứng muối nóng chảy.

Ưu điểm của lò phản ứng muối nóng chảy Thorium không chỉ dừng lại ở việc phát điện. Do có thể tạo ra nhiệt độ cao lên tới 700°C, lò phản ứng muối nóng chảy dùng Thorium còn có thể được sử dụng để khử muối nước biển, sản xuất hydro xanh, sưởi ấm khu vực và làm động lực cho tàu thủy. Hiệu suất sản xuất hydro cao hơn 40% so với phương pháp điện phân nước truyền thống, về cơ bản tương đương với chi phí nhiên liệu hóa thạch.

Các nhà máy điện hạt nhân, trước đây chỉ giới hạn ở các bờ sông và ven biển, giờ đây có thể được xây dựng trên sa mạc khô cằn, và thậm chí cả cao nguyên. Hệ thống làm mát bằng muối nóng chảy không cần lượng nước lớn, phá vỡ hoàn toàn các hạn chế về địa điểm của năng lượng hạt nhân truyền thống. Thiết kế module nhỏ gọn cho phép chúng được triển khai và lắp đặt ngay lập tức, giống như một container, phù hợp với các tình huống đặc biệt như đảo xa, tiền đồn biên giới và căn cứ trên Mặt Trăng.

Từ kẻ đi sau thành người đi trước

Công nghệ này cũng đã được ứng dụng vào hệ thống đẩy tàu. Cuối năm 2023, Nhà máy đóng tàu Giang Nam thuộc Tổng công ty Đóng tàu Trung Quốc đã công bố kế hoạch xây dựng tàu chở container chạy bằng năng lượng hạt nhân Thorium 24.000 TEU đầu tiên trên thế giới. Con tàu dài 400 mét này sử dụng lò phản ứng muối nóng chảy Thorium làm hệ thống năng lượng và đã được DNV GL (Tổ chức chứng nhận và phân cấp tàu biển thế giới ở Na Uy) phê duyệt nguyên tắc.

Lò phản ứng Thorium cấu trúc nhỏ gọn, mật độ năng lượng cao, sinh nhiệt ổn định và hoạt động êm ái, lý tưởng cho hệ thống đẩy trên các tàu chở hàng lớn trên biển, tàu ngầm hạt nhân và thậm chí cả tàu sân bay trong tương lai. Đặc biệt Thori không thể được sử dụng để sản xuất vũ khí hạt nhân, làm giảm đáng kể nguy cơ phổ biến vũ khí hạt nhân.

Bên cạnh những đột phá về công nghệ, lò phản ứng Thorium còn là nền tảng cho sự trỗi dậy của toàn bộ chuỗi công nghiệp. Trung Quốc đã thiết lập một hệ thống khép kín hoàn chỉnh bao gồm khai thác quặng Thorium, tinh chế nhiên liệu, nghiên cứu và phát triển vật liệu, xây dựng lò phản ứng, xử lý chất thải và sản xuất hydro. Tháng 7/2024, đường ống hợp kim UNSN10003 sản xuất trong nước chính thức đi vào sản xuất, phá vỡ sự phụ thuộc của Trung Quốc vào nước ngoài về vật liệu cao cấp.

Hàng nghìn công ty, từ ngành công nghiệp thép và hóa chất đến sản xuất thiết bị, đang tham gia vào dự án, thúc đẩy toàn bộ chuỗi công nghiệp sản xuất cao cấp. Điều này không chỉ đại diện cho những thành tựu khoa học và công nghệ mà còn là việc làm hữu hình và nâng cấp công nghiệp.

Trong khi đó, Mỹ đã từng hoàn thành lò phản ứng thử nghiệm muối nóng chảy Thorium đầu tiên trên thế giới, MSRE, vào năm 1965. Lò phản ứng này đã bị gác lại năm 1969, vì Thorium không phù hợp để sản xuất vũ khí hạt nhân, và Mỹ đã ưu tiên giá trị quân sự trong Chiến tranh Lạnh. Sau đó, do các vấn đề như ăn mòn vật liệu và hiệu quả kinh tế, Mỹ đã hoàn toàn từ bỏ chương trình lò phản ứng muối nóng chảy.

Giờ đây, khi chứng kiến ​​Trung Quốc hoàn thành công việc Mỹ bỏ dở, các chuyên gia kỳ cựu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge đã bắt đầu xem lại các video về các thí nghiệm của Trung Quốc, và thậm chí Bộ Năng lượng Mỹ cũng đã âm thầm khởi động lại chương trình nghiên cứu lò phản ứng muối nóng chảy của mình. Tuy nhiên, chuyên môn công nghệ, kinh nghiệm vận hành và năng lực kỹ thuật tích lũy của Trung Quốc trong lĩnh vực này đã đi trước thế giới ít nhất 10 năm.

Từ chỗ là “người theo sau” trong năng lượng sạch, Trung Quốc nay trở thành người định hình luật chơi toàn cầu: chiếm 90% xuất khẩu pin mặt trời, 67% xe điện, 85% công suất lưu trữ năng lượng. Nếu Thori được thương mại hóa, họ sẽ nắm “ưu thế toàn chuỗi” trong ngành năng lượng tương lai.

Theo NetEase, Creaders