Năng lượng hạt nhân – quan trọng sống còn đối với giảm cacbon, một nghiên cứu của MIT

    171

    Giải quyết những thách thức về biến đổi khí hậu sẽ khó khăn hơn và tốn kém hơn trừ khi năng lượng hạt nhân được đưa vào cơ cấu hỗn hợp năng lượng, theo một nghiên cứu mới được công bố của chương trình Sáng kiến Năng lượng, Viện Công nghệ Massachussetts (MITEI).

     

    Báo cáo Tương lai của năng lượng hạt nhân trong một thế giới hạn chế carbon, được công bố ngày 23/9/2018 tại một sự kiện ở London, đã phân tích những lý do dẫn đến suy giảm tăng trưởng năng lượng hạt nhân và đưa ra các biện pháp có thể thực hiện được để ngăn chặn hoặc đảo ngược xu hướng đó, trong đó bao gồm các động thái để giảm chi phí, xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới và tạo ra một sân chơi bình đẳng cho phép tất cả các dạng phát điện carbon-thấp cạnh tranh theo đúng giá trị của chúng.

     

    Nghiên cứu này do các nhà nghiên cứu của MIT phối hợp với Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho và Đại học Madison-Wisconsin, Mỹ  tiến hành. Đây là nghiên cứu thứ tám trong một loạt nghiên cứu về vai trò của công nghệ trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng nhanh trong thế giới hạn chế carbon. Các nghiên cứu nhằm đưa ra các hướng dẫn cho các nhà nghiên cứu, các nhà hoạch định chính sách và công nghiệp.

     

    Jacopo Buongiorno, phó trưởng phòng nghiên cứu khoa học và kỹ thuật hạt nhân tại MIT cho biết: “Phân tích của chúng tôi chứng minh rằng việc hiện thực hóa tiềm năng của năng lượng hạt nhân là điều cần thiết để đạt được một tương lai năng lượng khử cacbon ở nhiều khu vực trên thế giới… Việc kết hợp các chính sách và mô hình kinh doanh mới, cũng như các đổi mới trong xây dựng để triển khai các nhà máy điện hạt nhân hiệu quả hơn, có thể cho phép năng lượng hạt nhân đáp ứng nhu cầu phát triển năng lượng toàn cầu đang gia tăng trong khi phải giảm phát thải để giải quyết biến đổi khí hậu.”

     

    Thế giới đang đối mặt với thách thức phải giảm đáng kể phát thải khí nhà kính đồng thời mở rộng khả năng tiếp cận năng lượng và cơ hội kinh tế cho hàng tỷ người. Ngành điện, với lượng phát thải hiện tại trung bình khoảng 500 gam carbon dioxide trên kilowatt giờ (gCO2/kWh), đã được xác định rộng rãi như là một ứng cử viên đầu tiên cho việc giảm sâu cacbon, với mục tiêu đến năm 2050 xuống dưới 50 gCO2/kWh. Điều này đã được thảo luận rộng rãi trong nhiều tranh luận chính sách quốc tế . Theo Báo cáo, đối với hầu hết các khu vực, việc đáp ứng nhu cầu năng lượng vào năm 2050 như đã dự báo, trong khi phải giảm phát thải khí nhà kính, đòi hỏi một cơ cấu hỗn hợp phát điện khác với hệ thống hiện tại. Nghiên cứu cho thấy, trong khi một loạt các công nghệ carbon-thấp hoặc không-carbon có thể được sử dụng trong các tổ hợp khác nhau, sự đóng góp tiềm năng hạt nhân có thể tạo ra một công nghệ carbon-thấp, có thể điều phối đi được. Mặc dù hứa hẹn như vậy, nhưng triển vọng mở rộng năng lượng hạt nhân vẫn còn “mờ nhạt” ở nhiều nơi trên thế giới. Lý do cơ bản là do chi phí với các nhà máy hạt nhân mới trở nên đắt hơn, đây là một xu hướng đáng lo ngại làm giảm đóng góp tiềm năng của hạt nhân và làm tăng chi phí để đạt được sự giảm sâu carbon.  Để giải quyết vấn đề này, Báo cáo đã thảo luận và khuyến cáo về một số vấn đề, như xây dựng nhà máy điện hạt nhân, công nghệ lò phản ứng hiện tại và tương lai, các mô hình và chính sách kinh doanh, an toàn, pháp quy và cấp phép lò phản ứng.

     

    Báo cáo lưu ý rằng, những thay đổi trong xây dựng lò phản ứng bằng việc tập trung nhiều hơn vào việc sử dụng các thực tiễn quản lý dự án và xây dựng đã được kiểm chứng sẽ đảm bảo hoàn thành các dự án đúng thời hạn và không bị đội vốn. Đồng thời, việc triển khai các nhà máy được chuẩn hóa, chế tạo theo kiểu hàng loạt sẽ giúp giải quyết các vấn đề về chi phí. Điều này được áp dụng trên tất cả các khái niệm và thiết kế lò phản ứng.  Các cơ hội cắt giảm chi phí phù hợp với các lò phản ứng nước nhẹ LWR thế hệ-III tiến hóa, các lò phản ứng kiểu mô-đun nhỏ và các lò phản ứng thế hệ-IV. Nếu không tiêu chuẩn hóa thiết kế và đổi mới trong cách tiếp cận xây dựng, thì các tính năng công nghệ vốn có của bất kỳ lò phản ứng tiên tiến nào sẽ khó có thể tạo ra một mức giảm chi phí cần thiết để làm cho điện hạt nhân cạnh tranh với các dạng phát điện khác.

     

    Sự lo ngại của công chúng và vấn đề chính sách

     

    Theo Báo cáo, cũng với chi phí, sự tăng trưởng của năng lượng hạt nhân còn bị cản trở bởi những lo ngại của công chúng về hậu quả của tai nạn nghiêm trọng. Một sự thay đổi hướng tới các thiết kế lò phản ứng kết hợp các tính năng an toàn nội tại và thụ động – có thể bao gồm cả các vật liệu lõi có tính ổn định hóa-lý cao và các hệ thống an toàn được thiết kế theo kiểu chỉ yêu cầu một số lượng hạn chế nguồn AC khẩn cấp hoặc không có sự can thiệp từ bên ngoài – được khuyến cáo để giải quyết những lo ngại về an toàn. Cũng với việc giảm xác suất xảy ra các tai nạn nghiêm trọng và giảm nhẹ hậu quả bên ngoài trong trường hợp xảy ra sự cố, các thiết kế như vậy có thể làm cho việc cấp phép các nhà máy mới trở nên dễ dàng hơn và thúc đẩy việc triển khai xây dựng chúng trên toàn cầu.

     

    Các khuyến nghị cuối cùng của nghiên cứu đã đề xuất những hành động cần được các nhà hoạch định chính sách thực hiện, bao gồm việc tạo ra một sân chơi bình đẳng, nơi các yếu tố như giá trị giảm phát thải CO2 là các chi phí ngoại biên đối với thị trường cần được tính đến. Theo Báo cáo, các chính sách nhằm loại bỏ vai trò của năng lượng hạt nhân đã không khuyến khích đầu tư vào công nghệ hạt nhân. Điều này có thể làm tăng chi phí giảm cacbon và làm chậm quá trình thực hiện các mục tiêu giảm thiểu biến đổi khí hậu. cũng theo Báo cáo, việc kết hợp phát thải CO2 vào chi phí sản xuất điện – ví dụ thông qua việc thực hiện các khoản tín dụng phát thải không-carbon như đã được đưa ra ở New York và New Jersey sẽ công nhận giá trị của tất cả các công nghệ năng lượng thân thiện với khí hậu.  Các nhà máy điện hạt nhân, kể cả hiện có và xây mới, sẽ nằm trong những đối tượng được hưởng lợi của một sân chơi cạnh tranh, bình đẳng. Nghiên cứu còn khuyến cáo rằng các chính phủ nên thiết lập và hỗ trợ các địa điểm nơi các công ty có thể triển khai các lò phản ứng nguyên mẫu để thử nghiệm và vận hành,. Các chính phủ cũng nên thiết lập các chương trình tài trợ để hỗ trợ phát triển, trình diễn và triển khai các công nghệ hạt nhân mới thông qua: chia sẻ chi phí cấp phép, chia sẻ chi phí nghiên cứu và phát triển, tài trợ cho việc đạt được các mốc công nghệ, và tín dụng sản xuất để khen thưởng các trình diễn thành công thiết kế mới.

     

    Lê Doãn Phác