Hiện nay, các nhà máy điện hạt nhân (ĐHN) có tổng công suất 363.135 MW với sản lượng điện năm 2002 là 2.574 tỷ kWh, chiếm 16% tổng sản lượng điện toàn cầu. Tỷ lệ này được giữ ổn định trong suốt 20 năm qua, điều đó có nghĩa là mức tăng trưởng của nguồn ĐHN có cùng nhịp độ với mức tăng trưởng tổng các nguồn điện khác.

Phát triển ĐHN tập trung chủ yếu ở các nước phát triển. Hơn 50% số lò tập trung ở Bắc Mỹ và Tây Âu, trong khi chỉ có 10% số lò tập trung ở các nước đang phát triển, nơi mà nhu cầu năng lượng sẽ gia tăng mạnh mẽ trong thế kỷ này. Hiện có 5 quốc gia dẫn đầu về sản lượng ĐHN, đó là: Mỹ: 780 tỷ kWh; Pháp: 415 tỷ kWh; Nhật: 313 tỷ kWh; Đức: 162 tỷ kWh và Nga: 130 tỷ kWh, và một số quốc gia có tỷ trọng ĐHN đặc biệt cao như Lithunia: 80%; Pháp: 78%, Slovakia: 65% và Bỉ: 57%. Tổng số năm kinh nghiệm vận hành tích luỹ được đến nay của tất cả các lò trên thế giới đạt trên 11.000năm. Theo dự báo (International Energy Outlook IEO-2004), công suất ĐHN sẽ tăng từ 363.000 MW vào năm 2004 lên tới 392.000 MW vào năm 2010 và lên tới 407.000 MW vào năm 2015. Lượng gia tăng công suất này có tới 95% thuộc khu vực châu á, trong đó, Trung Quốc: 19.000 MW, Hàn Quốc:15.000 MW, Nhật Bản:11.000 MW và ấn Độ: 6.000 MW . Xét về nhu cầu và nhịp độ xây dựng mới các NMĐHN thì có sự khác nhau ở các khu vực trên TG. Nếu nhu cầu và nhịp độ đó bị ngưng lại ở khu vực Tây Âu và Bắc Mỹ thì nó lại tiến triển mạnh ở vực Đông Âu, và đặc biệt là khu vực Châu Á - Thái Bình Dương. Khu vực Tây Âu Năm 1980, sau sự cố Three Mile Islan 1979 ở Mỹ, trên cơ sở trưng cầu dân ý, Quốc hội Thụy Điển đã quyết định ngừng (phase out) các NMĐHN vào năm 2010. Tuy nhiên, đến nay mới chỉ đóng cửa được 2 lò phản ứng: 1 lò nhỏ 10 MW vận hành từ 1964, đóng cửa 1974 và 1 lò công suất 600 MW, vận hành từ 1975, đóng cửa 1999. Sau sự cố Chenobyl năm 1986, trước sức ép của công luận, nhiều nước Tây Âu như Đức, ý, Tây Ban Nha, Thụy Sĩ, Bỉ, Hà Lan… đã tuyên bố rút hoặc không tiếp tục phát triển ĐHN nữa. Những nhà máy đang hoạt động sẽ được tiếp tục vận hành cho đến khi hết sử dụng. Ngược lại với xu thế trên, hai quốc gia Pháp và Phần lan vẫn tiếp tục duy trì, phát triển và xây dựng mới các nhà máy ĐHN. Hiện nay, Tây Âu đang vận hành và khai thác 140 lò năng lượng hạt nhân với tổng công suất 122.480 MW và sản lượng điện 855 tỷ kWh, chiếm 35% tổng nhu cầu điện năng. ĐHN chiếm tỷ lệ cao nhất trong cơ cấu nguồn điện, tiếp theo là nhiệt điện than: 29% và nhiệt điện khí: 15%. Khu vực Tây Âu là một trong những khu vực phát triển nhất thế giới, đã đạt đến độ chín mùi và hoàn thiện, do đó mức tăng trưởng nhu cầu điện năng hàng năm rất thấp. Theo IEO-2004, mức tăng trưởng nhu cầu điện năng trung bình hàng năm của Tây Âu trong 25 năm tới là 1,3%/năm. Để giải quyết vấn đề năng lượng, các nước Tây Âu hiện nay thực hiện chính sách mở cửa thị trường điện và đẩy mạnh sử dụng năng lượng tái tạo, đặc biệt là điện gió.

Điện gió đang được nhiều nước Tây Âu chấp nhận và phát triển, nhưng liệu điện gió có phải là giải pháp thay thế ĐHN hay không lại là một câu hỏi lớn ? Nhiều nhà quan sát cho rằng, ĐHN sẽ lại nổi lên thành phương án cạnh tranh khi những lo ngại về thay đổi khí hậu và sự không chắc chắn của các nguồn cung cấp năng lượng ngày càng tăng và vấn đề chỉ còn là thời gian để mọi người nhận ra rằng, năng lượng tái tạo sẽ chẳng bao giờ thay thế được các nguồn điện công nghiệp lớn, loại mà đang thúc đẩy kinh tế châu Âu phát triển trong thời gian dài và có hiệu quả. Khu vực Đông Âu và Liên xô cũ Những năm gần đây, nền kinh tế của khu vực này phục hồi trở lại và ĐHN vẫn được tiếp tục chú ý phát triển, đặc biệt tại Liên bang Nga, Ucraina, Hungari, Bungari và Séc. Công suất ĐHN của Nga hiện nay là 21.000 MW, dự kiến, công suất này sẽ tăng lên tới 25.000 MW vào năm 2010 và 32.000 MW vào năm 2020. Để nâng cao độ an toàn và hiệu quả kinh tế, chủ yếu Nga sẽ dùng các tổ máy hạt nhân thế hệ thứ ba. Ucraina sẽ tiếp tục hoàn thành 2 lò đang xây dựng dở dang, không cần đến sự hỗ trợ tài chính của Ngân hàng tái thiết và phát triển châu Âu. Hungari sẽ kéo dài sử dụng 4 tổ máy hiện tại lên 40 năm thay vì 30 năm dự kiến ban đầu.

Bungari sẽ xây dựng thêm 2 lò mới loại 1.000 MW để bù lại các lò cũ phải đóng của. Khu vực Bắc Mỹ Cũng như Tây Âu, Bắc Mỹ là khu vực phát triển đỉnh cao. Trong 25 năm tới, mức tăng trưởng nhu cầu điện năng trung bình hàng năm của Mỹ là 1,8%/năm và Canada là 1,6%/năm. Mặc dù mức gia tăng nhu cầu điện năng không cao, nhưng chính sách của Mỹ là tiếp tục ủng hộ mở rộng năng lượng hạt nhân. Trong 5 năm qua, 19 lò đã được cấp phép kéo dài thời gian sử dụng thêm 20 năm nữa. Nhà máy ĐHN Browns Fery mới xây dựng có kế hoạch đưa vào vận hành vào năm 2007. Dự báo, công suất ĐHN của Mỹ vào năm 2025 là 102.600MW. Chính sách của Canada là tiếp tục mở rộng công suất ĐHN của mình, trước hết là tái khởi động lại các nhà máy tạm thời bị đóng cửa. Hiện tại, Canada có 17 lò đang hoạt động và đã lên kế hoạch đến 2007 sẽ đưa thêm 4 lò nữa có công suất 2.060MW vào khai thác. Dự báo, công suất ĐHN của Canada vào năm 2025 là 12.350MW. Khu vực châu Á Châu á là khu vực có nền kinh tế năng động, tốc độ tăng trưởng rất cao, bình quân 5-7%/năm, riêng Trung Quốc đạt gần 10%/năm, do đó, nhu cầu về năng lượng rất lớn. Hơn nữa, hai nước Trung Quốc và ấn Độ phải đối mặt với sức ép về dân số (2/5 dân số thế giới), còn hai nước Nhật Bản và Hàn Quốc đều thiếu tài nguyên năng lượng. Để đảm bảo an ninh năng lượng, các nước này đều đã lựa chọn giải pháp phát triển ĐHN. Hai nước có sản lượng ĐHN lớn nhất khu vực là Nhật Bản và Hàn Quốc.

Nhật Bản đang vận hành 54 tổ máy và đang xây dựng thêm 3 tổ máy. Mặc dù gần đây, có một số vấn đề trong ngành công nghiệp hạt nhân, nhưng Nhật Bản vẫn lên kế hoạch xây thêm 13 tổ máy mới tổng công suất 13.000MW trước năm 2010. Tổng công suất ĐHN của Nhật sẽ tăng lên tới 56.880MW vào năm này. Hàn Quốc hiện đang vận hành 18 tổ máy và đến năm 2015 có thêm 15 tổ máy mới. Hàn Quốc đang phát triển thế hệ lò mới công suất lên tới 1400MW mang tên APR-1400 trên cơ sở thế hệ lò hạt nhân tiêu chuẩn Hàn Quốc hiện nay. Theo dự kiến, những lò APR đầu tiên sẽ vận hành thương mại vào khoảng đầu những năm 2010. Hiện nay, ĐHN đang cung cấp trên 40% tổng nhu cầu điện năng của Hàn Quốc và sẽ là nguồn cung cấp chủ lực của đất nước trong tương lai. Hàn Quốc có chính sách năng lượng hạt nhân đúng hướng, nhất quán, và đó là yếu tố then chốt quyết định sự thành công của chương trình hạt nhân của quốc gia này. Tính đến tháng 4-2004, Trung Quốc đã có 9 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động với tổng công suất 6.750MW, ĐHN chiếm khoảng 2,5% tổng sản lượng điện. Đang xây dựng thêm 2 tổ máy mới, dự kiến hoàn thành vào năm 2005. Chính phủ Trung Quốc đang xem xét khả năng xây dựng trong tương lai 26 tổ máy hạt nhân mới. Theo kế hoạch, công suất ĐHN của Trung Quốc đến năm 2025 sẽ lên tới 21.000MW. Chính sách về ĐHN của Trung Quốc trong những năm tới là hợp tác với công ty nước ngoài để nhanh chóng nội địa hoá và tiêu chuẩn hoá loại lò PWR 1000-1300MWe, chuẩn bị cho việc xây dựng loại lò phản ứng hạt nhân nước nhẹ (Light Water Reactor – LWR) thế hệ mới, nâng cao độ an toàn và tính cạnh tranh kinh tế của ĐHN. Đài Loan phát triển ĐHN thành công một cách lặng lẽ. Đài Loan chủ yếu nhập lò về dùng sản xuất điện. Hiện có 6 lò đang hoạt động với tổng công suất 4.884 MW và sản lượng điện năm 2002 đat 33,9 tỷ kWh, chiếm 21% sản lượng điện trong nước. Đài loan đang xây dựng 2 lò loại ABWR-1350. Khó khăn chủ yếu của Đài Loan là việc tìm địa điểm chôn cất chất thải phóng xạ do diện tích rất nhỏ (36.000km2) với dân số hơn 20 triệu. Chính vì thế Đài Loan chủ trương giữ tỷ lệ ĐHN vừa phải trong kế hoạch phát triển.

Ấn Độ đang vận hành 13 tổ máy với tổng công suất 2.460MW. Ấn Độ đang xây dựng thêm 8 tổ máy mới và đặt mục tiêu tăng công suất ĐHN lên 20.000MW vào năm 2020 Philippine tiến hành chương trình hạt nhân khá sớm từ 1970 và bắt đầu xây nhà máy ĐHN từ 1976. Năm 1986, sau khi đã hoàn thành khoảng 90% công việc thì dừng lại. Nguyên nhân là do sai lầm trong lựa chọn địa điểm trên vết nứt động đất, đồng thời đã phát hiện có sự tham nhũng, hối lộ làm cho chất lượng công trình không đảm bảo. Nhà máy bị đóng cửa, không được phép hoạt động. Để đảm bảo cung cấp năng lượng trong tương lai, Chính phủ Philippine chủ trương cùng với việc phát triển nhiệt điện khí, sẽ đẩy mạnh điện địa nhiệt và tích cực triển khai các dự án điện gió. Indonesia có tiềm năng lớn về dầu khí, than và thuỷ điện. Trước khủng hoảng 1997, nhu cầu năng lượng nói chung và điện năng nói riêng tăng rất nhanh đặc biệt ở vùng Java-Bali, mỗi năm tăng tới 15%. Để đảm bảo cung cấp năng lượng cho vùng này, Quốc hội đã nhất trí cho phép bắt đầu thực hiện chương trình hạt nhân. Nghiên cứu khả thi cho xây dựng NM ĐHN đầu tiên hầu như đã hoàn thành. Nhưng do khủng hoảng kinh tế tài chính, cùng với việc phát hiện mỏ khí mới, chương trình hạt nhân bị chậm lại. Hiện nay, chương trình nghiên cứu phát triển ĐHN lại được đặt ra. Theo kế hoạch hiện nay, nhà máy ĐHN đầu tiên sẽ được đưa vào vận hành vào năm 2016. Xét về các khía cạnh hạ tầng kỹ thuật, hệ thống luật pháp hạt nhân và đội ngũ chuyên gia cho chương trình điện hạt nhân thì Indonesia là nước phát triển nhất trong khu vực. Trước khủng hoảng tài chính, nhu cầu điện năng của Thái Lan tăng nhanh khoảng 10% năm. Từ 1995 đã nhập khẩu điện trên 10%.

Thái Lan dự định đa dạng hoá nguồn trên cơ sở khí, than, khí hoá lỏng nhập khẩu và ĐHN. Năm 1996 chính phủ thành lập hội đồng nghiên cứu khả thi, và các phân hội đồng nghiên cứu các vấn đề cụ thể. Tháng 1/1997 hội đồng đã có báo cáo đề nghị xây dựng ĐHN ở Thái Lan. Nhưng do khủng hoảng kinh tế tài chính, chương trình hạt nhân bị chững lại. Để đảm bảo cung cấp năng lượng trong tương lai, Chính phủ Thái Lan chủ trương đẩy mạnh phát triển nhiệt điện khí, đồng thời hợp tác, liên kết, đầu tư để mua điện từ các nước láng giềng. Qua phân tích trên, ta thấy rằng: Với tầm nhìn 2025, bức tranh ĐHN toàn cầu có những mảng ”tối – sáng” nhất định từ Âu sang á. Nhưng dù với điều kiện xấu nhất thì công suất ĐHN vẫn tiếp tục tăng và sản lượng ĐHN sẽ tăng từ 2.580 tỷ kWh như hiện nay lên 2.900 – 3.000 tỷ kWh vào năm 2025. Với tầm nhìn 2050, công suất ĐHN sẽ tăng từ 363.000 MW hiện nay lên 1.000.000 MW, sản lượng ĐHN sẽ chiếm 19% tổng sản lượng điện toàn cầu. Tỷ lệ ĐHN tương ứng ở một số nước sẽ là: Mỹ: 50%; Pháp: 85%; Nhật Bản: 60%; Hàn Quốc: 70%; Trung Quốc: 30%; Inđônesia:40% và Thái Lan, Philipin, Malaisia, Việt Nam: 20%. Và như vậy, dù đang phải đối mặt với nhiều thách thức, nhưng công nghệ điện hạt nhân vẫn là một lựa chọn quan trọng của thế kỷ 21.

Trong hoạch định chiến lược phát triển năng lượng và lựa chọn công nghệ phát điện, mỗi khu vực, mỗi quốc gia, trong từng thời kỳ nhất định, đều phải đối mặt với một loạt các vấn đề, không có một khuôn mẫu chung nào cho tất cả các nước. Việc cung cấp năng lượng, đặc biệt là điện năng, một cách đầy đủ và tin cậy không chỉ cần thiết cho sự phát triển kinh tế mà, như ngày càng được thấy rõ, còn cần thiết cho sự ổn định chính trị và xã hội. Sự thiếu hụt năng lượng trầm trọng, cả hiện tại lẫn trong tương lai, thường dẫn tới những bất ổn và mâu thuẫn tiềm tàng trong mỗi quốc gia và giữa các quốc gia. Bởi vậy, cung cấp năng lượng một cách an toàn, tin cậy và với chi phí hợp lý là một yêu cầu kinh tế, chính trị và xã hội thiết yếu, và là một thách thức. Hoạch định và đưa ra những quyết định về sản xuất năng lượng và điện năng, do đó, là một trong những chức năng quan trọng nhất của các nhà hoạch định chính sách.

TS. Lê Văn Hồng Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam