Phải chăng điện hạt nhân đang thoái trào?

Sự phát triển của năng lượng tái tạo đồng nghĩa là điện hạt nhân đang suy tàn. Phải chăng điện hạt nhân sắp biến mất?

Điện hạt nhân giữ một vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ấm lên toàn cầu dưới mức tăng 1,5oC, thế nhưng các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới đang lặng lẽ chuyển sang giai đoạn già nua của chúng – và một số người đang tự hỏi liệu chúng ta có nên đồng loạt từ bỏ chúng hay không.

Nước Anh có tám nhà máy điện hạt nhân, đó là trụ cột của hệ thống điện quốc gia, nhưng hai nhà máy – Hunterston B ở duyên hải phía tây Scotland và Dungeness B ở đông nam England – đã im ắng kể từ năm 2018.

>> Ebook: Lịch sử Điện hạt nhân

Hunterston bắt đầu phát điện vào năm 1976. Nó dừng hoạt động do các lo ngại về những vết nứt trong gạch graphite kiểm soát phản ứng hạt nhân, dù rằng có một lò phản ứng của nó có thể hoạt động trở lại vào cuối tháng này. Dungeness phát điện từ năm 1983. Nó đóng cửa để sửa chữa các đường ống dẫn hơi nước, và sớm nhất sang tháng Tư nó mới hoạt động lại.

Bức tranh này không hạn chế với riêng nước Anh. Có 415 lò phản ứng đang hoạt động trên khắp thế giới, cung cấp 10 phần trăm nguồn điện năng của thế giới, nhưng thế là đã hạ so với cao điểm 17,5% vào năm 1996, theo một báo cáo mới công bố hồi tháng trước (xem hình 1).

Tỉ trọng điện hạt nhân

Hình 1. Tỉ trọng điện hạt nhân trong tổng sản lượng điện toàn cầu đang thu hẹp lại mặc dù công suất phát điện hạt nhân đang leo trở lại mức ngang với thời kì trước thảm họa Fukushima.

Lần đầu tiên, tuổi trung bình của lò phản ứng đã vượt mốc 30. 5 lò phản ứng đã ngừng hoạt động hồi năm ngoái, trong khi chỉ có 2 lò phản ứng mới đang được xây dựng. Tổng số đang được xây dựng trên toàn cầu giữ ở mức 46 vào giữa năm 2019, với 10 lò trong số đó là ở Trung Quốc.

“Đối với tôi, cái điều rất rõ ràng vào lúc này là tốc độ hồi phục của điện hạt nhân là quá yếu để có thể duy trì. Cho nên chủng loại này sẽ tiêu tùng,” theo lời Mycle Schneider, một nhà tư vấn hạt nhân người Paris và là tác giả đứng tên đầu của bảng báo cáo – Báo cáo hiện trạng công nghiệp hạt nhân thế giới 2019.

Điều đó có những hàm ý to lớn đối với sự biến đổi khí hậu. Mức tăng trưởng sản lượng điện carbon-thấp của Anh khựng lại trong năm 2019, sau một thập niên tăng đều, nhờ vấn đề điện hạt nhân, theo phân tích của Carbon Brief.

Tình hình khựng lại như thế có thể sẽ tiếp diễn trong vài năm tới. Bảy nhà máy điện của Anh sẽ ngừng hoạt động vào năm 2030, gây khó khăn cho việc cắt giảm carbon từ sự tăng trưởng nhanh các nguồn năng lượng tái tạo. Trên lí thuyết, một nhà máy điện hạt nhân mới quy mô lớn – Hinkley Point C – sẽ đi vào hoạt động vào năm 2025, nhưng EDF, công ty quản lý nhà máy, đã thông báo một số trì hoãn.

Vậy phải chăng thế giới nên cắt giảm điện hạt nhân và làm bất cứ điều gì để có nhiều nhà máy điện hơn được xây dựng? Hay là đã đến lúc từ bỏ ý tưởng xem điện hạt nhân là một công cụ quan trọng chống biến đổi khí hậu?

“Tôi sẽ không nêu câu hỏi như vậy,” theo lời Michael Shellenberger tại Environmental Progress, một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở ở Mĩ. “Liệu các nguồn năng lượng tái tạo có thể là bộ phận của cuộc chiến chống biến đổi khí hậu hay không? Hãy nhìn xem, đúng là có những giới hạn vật lí cố hữu này với các nguồn điện tái tạo do bản chất không kiên định của ánh sáng mặt trời và gió, và tính không đáng tin cậy cố hữu của chúng, trong khi điện hạt nhân vô cùng hiệu quả, có thể mở rộng quy mô. Hạt nhân thật sự là thứ duy nhất hoạt động được nhằm [chống biến đổi] khí hậu.”

Trong một bức thư gửi tổng thống Mĩ Donald Trump hồi tháng trước, Shellenberger và những người chủ trương hạt nhân khác càm ràm rằng nước Mĩ chỉ đang xây dựng một nhà máy điện hạt nhân trong nước và chẳng xây cái nào ở nước ngoài, và rằng hai phần ba số nhà máy Mĩ hiện nay có thể sẽ ngừng hoạt động trong vòng hai thập kỉ tới. “Ngành công nghiệp hạt nhân Mĩ cần sự lãnh đạo của ngài để tăng trưởng điện hạt nhân trong nước và bán các nhà máy điện hạt nhân của Mĩ ra nước ngoài,” họ viết.

Tuổi lò phản ứng

Hình 2. Gần hai phần ba số lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động hiện nay đã trên 30 tuổi.

Matt Bowen tại Đại học Columbia ở New York cho biết mặc dù Trump ủng hộ điện hạt nhân, nhưng ông chẳng có mấy động thái hỗ trợ cả. Quyết định của ngài tổng thống rút nước Mĩ ra khỏi hiệp định khí hậu Paris có nghĩa là nước Mĩ không có chính sách cải thiện nền kinh tế hạt nhân, ví dụ như định giá cho carbon. “Tôi muốn tin rằng nước Mĩ sẽ có một kiểu chính sách khí hậu nào đó. Tôi nghĩ đó là chìa khóa cho tương lai của năng lượng hạt nhân,” Bowen nói.

Sự cạnh tranh do chi phí ngày càng hạ của các nguồn năng lượng tái tạo là một lí do nữa khiến các nhà máy điện hạt nhân đối mặt với một số thách thức khó vượt qua ở một số nước. Chi phí trên mỗi megawatt giờ của những cánh đồng điện gió ngoài khơi nước Anh bây giờ chỉ còn một nửa so với chi phí được phê chuẩn cho Hinkley Point C, nghĩa là cho dù xét luôn chi phí hòa lưới điện của chúng, thì chúng vẫn rẻ hơn nhiều so với điện hạt nhân.

Antony Froggatt tại Chatham House cho biết có một sự tương phản rõ nét về chi phí giữa điện hạt nhân và điện tái tạo. “Còn lúc này tôi cho rằng cái chúng ta đang chứng kiến là chi phí của điện tái tạo đang hạ dưới so với mọi [hình thức] phát điện khác.”

Trong khi đó, châu Âu đã và đang chứng kiến một đợt thoái trào chính trị chống lại điện hạt nhân sau thảm họa xảy ra tại nhà máy Fukushima ở Nhật hồi năm 2011. Nước Đức lựa chọn đóng cửa các nhà máy của họ, và nhà máy cuối cùng sẽ ngừng hoạt động vào năm 2022. Bởi thế, lượng khí thải của Đức đã tăng lên khoảng một trăm triệu tấn mỗi năm, tương đương với một phần tư lượng khí thải hàng năm của Anh, theo ước tính của Carbon Brief. Một ước tính mới đây đưa ra chi phí tăng thêm cho chăm sóc sức khỏe và xã hội ở mức 12 tỉ đô mỗi năm do ô nhiễm không khí từ các nhà máy chạy than, bù vào khoảng trống do điện hạt nhân để lại.

Thụy Sĩ đã bỏ phiếu loại trừ điện hạt nhân và Bỉ sẽ đóng cửa các lò phản ứng của họ vào năm 2025. Ngay cả một quốc gia dựa nhiều vào điện nhân như Pháp cũng đang lên kế hoạch cắt giảm điện hạt nhân từ 75% sản lượng điện quốc gia xuống còn 50% thông qua việc xây dựng thêm nhà máy điện gió và điện mặt trời.

Đa số kế hoạch cắt giảm điện hạt nhân đều là để cho các nhà máy vận hành tự nhiên cho đến hết tuổi thọ của chúng. Thế nhưng Amory Lovins tại Viện Rocky Mountain ở Colorado lại có quan điểm cực đoan hơn, ông cho rằng các nhà máy hạt nhân hiện nay có chi phí vận hành quá tốn kém nên tốt hơn cứ đóng cửa chúng cho sớm.

“Câu hỏi nóng hổi lúc này là các lò phản ứng hiện hành có nên tiếp tục hoạt động nữa hay không,” ông nói. “Đa số chúng tiêu hao chi phí nhiều hơn năng lượng mà chúng đạt tới, và chúng cũng tiêu tốn nhiều hơn so với nếu cung cấp những dịch vụ như vậy bằng cách xây dựng và điều hành các nhà máy tái tạo mới hoặc bằng cách sử dụng điện hiệu quả hơn.”

Shellenberger không tán thành với cách Lovins tính toán chi phí điện hạt nhân, và nhiều nhà quan sát cho rằng các nhà máy điện nhân nên kéo dài thêm tuổi đời của chúng thay vì đóng cửa. Catherine Mitchell tại Đại học Exeter ở Anh, một nhà phê bình điện hạt nhân, cho biết bà không quan tâm chuyện kéo dài thời gian hoạt động miễn là chúng an toàn, nhưng đừng kéo dài quá lâu và nên được giám sát bởi một nhà điều phối tốt.

Đây là quan điểm được xem xét ở Florida, nơi ban điều phối Mĩ mới phê duyệt cho các lò phản ứng hoạt động trong 80 năm, kéo dài thêm từ 60 năm. “Đó là cách giải quyết,” Bowen nói. Trên lí thuyết, ban điều phối Anh có thể đưa ra một quyết định tương tự, còn nó có hiệu quả cho EDF, cơ quan sở hữu mọi nhà máy điện hạt nhân ở Anh, hay không thì lại là chuyện khác, biết rằng chuyện già cỗi cũng xảy ra tại Hunterston và Dungeness.

Phải chăng mặt trời sắp lặn đối với ngành công nghiệp hạt nhân?

Hình 3. Phải chăng mặt trời sắp lặn đối với ngành công nghiệp hạt nhân?

Thay vào đó, một số người đang tìm kiếm những hình thức khác của điện hạt nhân. Các nhà máy mini gọi là lò phản ứng module nhỏ, ví dụ như các lò do hãng Mĩ NuScale phát triển, là một khả năng như thế, nhưng Shellenberger cho biết việc thu nhỏ quy mô không khiến điện hạt nhân kinh tế hơn khi đối mặt với sự trỗi dậy của điện tái tạo.

Rồi còn năng lượng nhiệt hạch, một nguồn năng lượng sạch hơn các nhà máy điện phân hạch hiện nay. Thật đáng tiếc, nó vẫn còn quá xa vời để giúp chúng ta ngăn ngừa sự ấm lên toàn cầu dưới mức tăng 1,5oC, yêu cầu phải giảm một nửa lượng khí thải vào năm 2030.

Một dự án nhiệt hạch do chính phủ Anh hậu thuẫn đang cố gắng xây dựng một nhà máy điện nhiệt hạch thương mại vào năm 2040, và hai công ty tư nhân ở Anh cho rằng họ có thể phân phối một lò phản ứng vận hành được vào năm 2030. Tuy nhiên, chẳng có gì đảm bảo rằng những nỗ lực này sẽ thành công.

Trong khi đó, ngành công nghiệp hạt nhân sẽ tiếp tục đảm đương vai trò then chốt của nó trong việc đương đầu với sự biến đổi khí hậu bằng cách giảm lượng khí thải xuống mức zero toàn phần. “Mức zero toàn phần cần điện hạt nhân VÀO LÚC NÀY,” cơ quan điện hạt nhân thương mại của Anh mới đăng một bài tweet gần đây.

Shellenberger cho biết ông tin tưởng vào những viễn cảnh dài hạn của điện hạt nhân, và những nỗ lực của Trung Quốc cả ở trong nước và nước ngoài sẽ là then chốt. Thế nhưng viễn cảnh trong ngắn hạn của điện hạt nhân là lộn xộn và không thể dự báo, ông nói. “Về ngắn hạn, tình hình tựa như một cuộc đấu bằng dao trong bốt điện thoại. Nó hiện diện ở mọi nơi, nó khó khăn, và nó phức tạp.”

Bài của Adam Vaughan trên tạp chí New Scientist ngày 08/02/2020. Bản dịch của TVVL.

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Ai đã phát minh ra ABC?
16/02/2020
Lâu nay người ta vẫn cho rằng các thư lại Ai Cập đã sáng chế ra bảng chữ cái đầu tiên. Tuy nhiên, đó chưa phải là toàn bộ
Toán học cấp tốc (Phần 10)
15/02/2020
e e là một số siêu việt và là một trong những hằng số cơ bản của toán học. Được gọi là hằng số Euler, nó có giá trị
Toán học cấp tốc (Phần 9)
15/02/2020
Số đại số và số siêu việt Một số đại số là nghiệm của một phương trình chứa lũy thừa của biến x, một đa thức
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 62)
15/02/2020
Chương 18 BOM KHINH KHÍ, TÊN LỬA LIÊN LỤC ĐỊA, LASER VÀ TƯƠNG LAI Sau sự phát triển bom nguyên tử, bản chất của chiến tranh
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 61)
15/02/2020
TIẾP TỤC DỰ ÁN MANHATTAN Nghiên cứu Dự án Manhattan đã khởi động. Vấn đề chính là tách U-235 ra khỏi uranium thiên nhiên.
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 42)
15/02/2020
NÓ THỰC SỰ LÀ MỘT BỘ NÃO? Mặc dù các nhà khoa học này tuyên bố rằng mô phỏng máy tính của họ về não sẽ bắt đầu
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 41)
15/02/2020
XÂY DỰNG MỘT BỘ NÃO Giống như nhiều đứa trẻ khác, tôi đã từng thích tháo rời đồng hồ, tháo rời chúng, vặn hết ốc
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 88)
14/02/2020
Neptunium Vào năm 1940, các nhà vật lí Mĩ Edwin McMillan (1907–91) và Philip Abelson (1913–2004) đã tạo ra nguyên tố đầu tiên nặng

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com