Nhà máy điện hạt nhân nhỏ: Tiềm năng và rủi ro

Tiềm năng lớn

Tập đoàn Rolls-Royce SMR có trụ sở tại Anh cho biết, các lò phản ứng modul nhỏ, hay còn gọi là SMR, rẻ hơn nhiều và vận hành nhanh hơn so với các nhà máy tiêu chuẩn và mang lại giải pháp an ninh năng lượng mà nhiều quốc gia đang tìm kiếm. Pháp đã phụ thuộc phần lớn vào năng lượng hạt nhân và Đức vẫn giữ lựa chọn kích hoạt lại 2 nhà máy hạt nhân mà nước này dự định đóng cửa vào cuối năm do Nga cắt giảm nguồn cung cấp khí đốt tự nhiên.

“Sau xung đột, sự phụ thuộc vào nhập khẩu khí đốt và các nguồn năng lượng của Nga đã khiến mọi người tập trung tâm trí vào vấn đề an ninh năng lượng. Các thành phần của SMR có thể được chế tạo trong nhà máy, chuyển đến địa điểm bằng xe đầu kéo và lắp ráp tại đó, khiến công nghệ này trở nên hấp dẫn hơn đối với những khách hàng muốn tiết kiệm chi phí” - người phát ngôn của Rolls-Royce SMR Dan Gould cho biết.

Ông Dan Gould mô tả, nó giống như việc lắp ráp Lego. Cùng với đó, việc xây dựng trên quy mô nhỏ hơn sẽ giảm thiểu rủi ro và biến nó thành một dự án dễ đầu tư hơn.

Một số SMR về cơ bản là lò phản ứng nước có áp suất giống với khoảng 400 lò phản ứng trên toàn thế giới, trong khi các thiết kế khác sử dụng natri, chì, khí hoặc muối làm chất làm mát thay vì nước. Những ưu điểm lớn nhất chính là kích thước của chúng, chỉ lớn bằng 1/10 một lò phản ứng tiêu chuẩn, vì vậy nó dễ xây dựng và có giá thành phù hợp.

Chi phí ước tính của một Rolls-Royce SMR là 2,2 đến 2,8 tỷ bảng Anh (2,5 tỷ đến 3,2 tỷ USD), với thời gian xây dựng dự kiến là 5,5 năm. Theo thống kê của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế, thời gian này nhanh hơn 2 năm so với thời gian xây dựng 1 nhà máy hạt nhân tiêu chuẩn. Trong khi đó, một số ước tính cho rằng, chi phí xây dựng nhà máy hạt nhân tiêu chuẩn cũng cao hơn vào khoảng từ 6 tỷ đến 9 tỷ USD.

Tương tự, Tập đoàn NuScale Power có trụ sở tại Oregon đã ký thỏa thuận vào năm 2021 với 2 công ty Ba Lan - nhà sản xuất đồng và bạc KGHM và nhà sản xuất năng lượng UNIMOT - để khám phá khả năng xây dựng SMR nhằm cung cấp năng lượng cho ngành công nghiệp nặng. Ba Lan muốn chuyển đổi khỏi mô hình sản xuất điện bằng than gây ô nhiễm.

Rolls-Royce SMR cho biết, tháng trước, họ đã ký một thỏa thuận với công ty phát triển ULC-Energy của Hà Lan để xem xét thiết lập SMR ở Hà Lan. Một đối tác khác là Thổ Nhĩ Kỳ, nơi Nga đang xây dựng nhà máy điện hạt nhân Akkuyu ở bờ biển phía Nam.

Rủi ro tiềm ẩn

Tuy nhiên, giải pháp trên phải mất nhiều năm nữa mới có thể đi vào hoạt động dù Rolls-Royce SMR và các đối thủ cạnh tranh đã ký thỏa thuận với các quốc gia từ Anh đến Ba Lan để bắt đầu xây dựng các lò phản ứng. Nó không thể giải quyết ngay lập tức cuộc khủng hoảng năng lượng đang ập đến châu Âu. Năng lượng hạt nhân cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro, như việc chất thải có tính phóng xạ cao và việc làm sao để công nghệ này không lọt vào tay các quốc gia hoặc các nhóm có thể theo đuổi chương trình vũ khí hạt nhân.

Việc giới thiệu công nghệ điện hạt nhân “chưa được chứng minh thực tế” dưới dạng SMR không được lòng các nhà bảo vệ môi trường, những người cho rằng, việc phổ biến các lò phản ứng nhỏ sẽ làm trầm trọng thêm vấn đề về cách xử lý chất thải hạt nhân có tính phóng xạ cao.

Theo chia sẻ của ông Gould, trong suốt vòng đời 60 năm, một nhà máy Rolls-Royce SMR sẽ tạo ra chất thải hạt nhân có kích thước tương đương một chiếc sân quần vợt với chất thải cao 1 mét. Ông Gould cho biết, ban đầu, chất thải sẽ được lưu trữ tại các nhà máy của Vương quốc Anh và cuối cùng sẽ được chuyển đến một bãi xử lý lâu dài do chính phủ Anh lựa chọn.

Ông Ramana cho biết: “Nhiệt lượng liên tục do chất thải hạt nhân tạo ra có thể làm thay đổi các cấu thành đá nơi nó được lưu trữ và nước có thể thấm vào, trong khi các hoạt động khai thác trong tương lai có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của khu chất thải hạt nhân”.

Những người hoài nghi còn lo lắng về rủi ro trong việc những công nghệ như trên có thể được xuất khẩu ở các khu vực hỗn loạn về chính trị. Dù ông Gould khẳng định, Rolls-Royce hoàn toàn tuân thủ các yêu cầu của Vương quốc Anh và quốc tế trong việc chỉ xuất khẩu công nghệ SMR của mình “ở những lãnh thổ đã ký kết các hiệp ước quốc tế cần thiết về việc sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình”. Nhưng những chuyên gia như ông Ramana cho biết, không có gì đảm bảo các quốc gia sẽ tuân thủ quy tắc.

Ông nói: “Bất kỳ quốc gia nào có được lò phản ứng hạt nhân sẽ tự động nâng cao năng lực và có thể nghĩ tới việc chế tạo vũ khí hạt nhân, bởi mỗi SMR có thể sản xuất khoảng 10 quả bom plutonium mỗi năm”. Rolls-Royce SMR có thể chọn ngừng cung cấp nhiên liệu và các dịch vụ khác cho bất kỳ ai vi phạm các quy tắc, nhưng theo ông Ramana, vẫn có nhiều cách để “lách luật”.

Ông Ramana tiếp tục lo lắng, mặc dù nhiên liệu đã qua sử dụng thường phải trải qua quá trình tái xử lý hóa học để tạo ra loại plutonium được sử dụng trong vũ khí hạt nhân, nhưng công nghệ tái chế như vậy đã được biết đến rộng rãi và để sản xuất lượng plutonium cần thiết cho vũ khí hạt nhân không cần đến một nhà máy tái chế quá phức tạp.

Dù có những rủi ro trên, nhưng Rolls-Royce SMR vẫn hy vọng, mô hình lò phản ứng hạt nhân modul nhỏ SMR sẽ có thể hoạt động vào cuối thập kỷ này.

Các công ty và nhà khoa học ủng hộ sự phát triển của các lò phản ứng modul nhỏ SMR nói rằng, công nghệ này mang đến một hướng đi mới cho năng lượng hạt nhân - một trong những cách khắc phục nhiều nhược điểm của các lò phản ứng truyền thống, lớn hơn.