Điện hạt nhân thế giới: Xu hướng mới

 - Khoảng 15 nước đang phát triển, có bờ biển hải đảo và nhiều động đất lên tiếng muốn có “bè nhà máy điện hạt nhân” nổi trên nước. Việt Nam sẽ quan tâm?

Đà phát triển nền công nghiệp điện hạt nhân toàn cầu, tuy đang có dấu hiệu chững lại sau sự cố hiếm hoi kinh hoàng Fukushima ở Nhật Bản đầu năm 2011, nhưng vẫn tiếp tục mở rộng và theo những xu hướng khác nhau. 

Con đường đến các lò phản ứng lớn

Trong mấy năm gần đây, nhiều nước lại “sính” đặt mua hàng “khủng”, các lò phản ứng hạt nhân công suất lớn năm bảy trăm, thậm chí cả ngàn Mêga-oat có lẻ. 

Nhà máy điện hạt nhân Flamanville, bên bờ Đại Tây Dương, nơi đang xây lò phản ứng thế hệ mới, lớn nhất của Pháp EPR. Ảnh tư liệu.

Các nước vừa bước vào lĩnh địa điện hạt nhân như Argentina, Venezuela, Việt Nam, Trung quốc … đang chờ đón các loại lò thuộc dòng nước-nước VVER với công suất lớn khoảng 1000 MWe từ Tập đoàn Rosatom của Nga. Công ty điện lực Hàn quốc Kepco cũng nhận đơn đặt hàng của một số nước Ả rập cung cấp loại lò công nghệ APR1400. Các hãng kinh doanh Mỹ, sau một thời gian làm thỏa mãn nhu cầu nội địa với cả trăm lò phản ứng, nay lại đi tìm thị trường để bán loại lò AP-1000 có bản quyền gốc của hãng Whestinghouse (Mỹ).

Và điều đáng nói là chẳng phải không có các khách hàng “sộp”, từ nước bé chỉ với 5,4 triệu dân như Phần Lan đến nước lớn với ngót ngàn triệu dân như Ấn Độ, cũng đã xây hoặc đã đặt bút ký mua loại lò “khủng” nhất thế giới hiện nay của Pháp, lò EPR (European Pressureized Reactor - Lò phản ứng nước áp lực châu Âu) phát công suất những 1650 Mwe, độ an toàn rất cao và giá đến 5 - 7 tỷ đôla Mỹ. Mặc dù, thứ hàng hảo hạng này vẫn còn gặp trở ngại trong thực tế xây dựng như trường hợp lò Olkiluoto (Phần Lan). Chiếc lò khác đặt ở Nhà máy điện hạt nhân Flamanville ngay trên đất Pháp, dù đã nhìn thấy xây xong từ 3 năm trước trong dịp tác giả bài viết này đến tham quan, nhưng nay vẫn chưa nghe khởi động đưa điện lên lưới.  

Trong lúc muốn tăng dần kích cỡ và công suất lò phản ứng ở một số nước diễn tiến như vậy, thì một xu hướng khác có vẻ ngược chiều đã xuất hiện.

Xu hướng mới: Nhà máy điện nổi                     

Minh họa mặt cắt thẳng đứng của Nhà máy điện hạt nhân nổi MIT gồm phần nổi và phần chìm. (Minh họa của Jake Jurewicz / MIT-NSE).

Ý tưởng về một Nhà máy điện nổi FSMR (Floating Small Modular Reactor) gồm một vài đến 5-10 chiếc lò phản ứng hạt nhân nhỏ SMR (Small Modular Reactor - SMR) xuất hiện từ khoảng 10 năm trước đây. Ý tưởng này hình thành ở Học viện Công nghệ Massachusetts MIT (Massachusetts Institute of Technology), Hoa Kỳ bởi Buongiorno cùng với các giáo sư khoa học, công nghệ hạt nhân khác như Michael Golay và Neil Todreas và sự đóng góp một phần của các các nhà công nghệ từ Đại học Wisconsin và Công ty kỹ thuật CB&I.

Từ ý tưởng cơ bản ban đầu trên đây đến thiết kế các bộ phận chức năng khác nhau cho một nhà máy điện hạt nhân hoàn chỉnh, gọn nhẹ và cơ động đã được cụ thể hoá dần bởi các nhà sản xuất ở các quốc gia quan tâm khác nhau, đi đầu là Nga và Mỹ.  

Trái tim của nhà máy vẫn là các lò phản ứng SMR. Từ lò phản ứng “bé” vài ba trăm MWe đưa ra bới các nhà tư tưởng ban đầu, đến nay các nhà sản xuất đang chế tạo các lò bé hơn nữa, thậm chí chỉ vài ba chục MWe và giá rẻ dưới trăm triệu USD. Các SMR như vậy quả là thích hợp đối với vùng ven biển, hay ngoài biển khơi, đặt ở các giếng dầu đang khai thác giữa đại dương hay ở các hải đảo xa của nước ta như Hoàng sa, Trường sa v.v…đang rất cần năng lượng để chưng cất nước, phát điện, tách muối sạch…

Và như vậy, thay vì mất nhiều công của tìm vị trí trên đất liền đáp ứng nhiều yếu tố phức tạp về dân cư, địa chất, môi trường, thuỷ văn, động đất… có thể chỉ đóng các nhà máy “bè” FSMR nửa nổi, nửa chìm trong nước và chứa toàn bộ từ các lò phản ứng SMR đến các bộ phận liên quan khác của một nhà máy điện tiêu chuẩn.

Theo số liệu tham khảo từ Mỹ, với một lò phản ứng SMR 100 MWe thì cần một bè 20.000 tấn; với 2 lò SMR 300 MWe có thể cần một bè 50.000 tấn. Hẳn công trình nhà lò như thế sẽ rẻ hơn so với xây dựng công trình sắt thép trên bờ. Ngoài ra, công nghệ đóng bè kiểu này đối với những nước mới phát triển như Việt Nam không cần nhiều thời gian tích luỹ kinh nghiệm và là cơ hội tạo công việc cho hàng vạn nhân công.

Những lợi thế

Nhà máy điện hạt nhân “bè nổi” của Nga đang xây dựng.

Các lợi thế của lò SMR hay cả nhà máy FSMR không chỉ được rút ra từ hoạt động gần trăm năm hoạt động của mấy trăm nhà máy điện hạt nhân trên thế giới, mà của cả ngót trăm lò nhỏ SMR lắp và vận hành trong các tàu ngầm, hàng không và tàu phá băng của nhiều nước.

Trước hết về mặt bảo đảm an toàn của các lò SMR. Sự an toàn đó được tăng lên bởi bản thân vị trí lò trong nhà máy kiểu “bè nổi”; luôn nằm sâu dưới mặt đất hay chìm sâu trong nước biển. Nhờ đó, khi có sự cố thì khối nước nằm trên cao tự nhiên theo trọng lực chảy vào tâm lò và tự động luân chuyển mà không cần khởi động máy bơm dự trữ. Mặt khác, do các thiết bị cung cấp hơi nước đặt ngay trên tâm lò nên làm giảm sự cố vỡ các ống dẫn nước dẫn hơi khi có động đất lớn. Một yếu tố nữa tăng thêm sự bảo đảm an toàn là chỉ thay nhiên liệu vài năm một lần, thậm chí có loại SMR chạy liên tục đến 10 năm.

Nhân nói về tai họa do động đất, thì FSMR an toàn đối với nạn động đất đến 9 độ Richter do nước là một cái đệm rất tốt. Ngoài ra, theo kinh nghiệm thì sóng thần không thể làm hỏng tàu rất lớn và nặng, nên việc neo “nhà máy điện hạt nhân FSMR” xa bờ sẽ chống sóng thần rất hiệu quả.

Hẳn vì các ưu điểm ở trên nên xu hướng phát triển các nhà máy điện hạt nhân nổi FSMR đã sớm được bắt đầu triển khai xây dựng. Trước hết, ở Nga ngay từ năm 2007 một nhà máy FSMR đã được xây dựng trên con tàu phá băng Akademik Lomonosov của hãng Baltic Plant ở cảng Arkhangelsk. Trọng lượng nhà máy điện hạt nhân này dự kiến vào khoảng 21.500 tấn với giá xây dựng dự tính vào khoảng 400 triệu USD và có thể giảm xuống còn 240 triệu USD.

Hiện nay có khoảng 15 nước đang phát triển trên thế giới, các nước có bờ biển hải đảo và các nước có nhiều động đất, quan tâm như Indonesia, Bangladesh, Algerie, Chile … đã lên tiếng muốn có nhà máy điện hạt nhân bè nổi FSMR.

Vậy, Việt Nam ta sẽ có phản ứng gì với xu hướng mới này không? Hy vọng rằng các cấp có trách nhiệm, các nhà hoạch định chính sách liên quan không bỏ qua xu hướng này và sớm có phản ứng kịp thời và chính xác.

Trần Minh