NewYork Paris Hà Nội Khách thứ :

NIỀM TIN TƯƠNG LAI

     

Điện hạt nhân : Những bước thăng trầm

Công nghệ điện hạt nhân toàn cầu dường như đang trỗi dậy, sau hơn nửa thế kỷ trường chinh với những bước nhảy thần tốc và cả những vấp ngã tưởng không vực dậy nổi...

Cuối năm 2007, hội nghị thượng đỉnh quốc tế Bali (Indonesia) gióng lên lời cảnh báo khẩn cấp về sự đe dọa của khí thải cacbonic do sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch, chủ yếu ở các nhà máy điện than. Trong thực tế, “hiệu ứng lồng kính” đã và đang gây ra những hậu quả khôn lường trong những năm gần đây: Khí hậu đã trở nên khốc liệt hơn với những cơn nóng, lạnh, lụt bão bất thường. Nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam chúng ta, đã hứng chịu những tổn thất to lớn về sinh mệnh và tài sản.

Đó là những tín hiệu mới đối với ngành năng lượng nguyên tử, hay ngành điện hạt nhân, nói riêng. Bởi vì dường như các quốc gia trên thế giới ngày càng gần nhau hơn trong xu hướng tìm về những nguồn năng lượng sạch, trong đó có điện hạt nhân ?

Và phải chăng điện hạt nhân, dù còn đó những băn khoăn e ngại, đang trở thành một sự lựa chọn khả thi trên con đường tìm kiếm nguồn năng lượng bảo đảm cho sự phát triển bền vững của nhiều quốc gia trên thế giới ?

Để nhận đúng những tín hiệu mới nói trên, chúng ta cùng lần lại những chặng thăng trầm của ngành điện hạt nhân trên thế giới.

Khác với nhiều dạng điện năng khác, điện hạt nhân đã có những bước đi thần tốc trong một thời gian rất ngắn, từ thời điểm phát minh một phản ứng hạt nhân đến lúc trở thành ngành công nghiệp quan trọng ảnh hưởng quyết định đối với vận mệnh nhân loại.

Một phản ứng hạt nhân quan trọng mang tính lịch sử được phát hiện trong phòng thí nghiệm từ những năm 1940 : Một năng lượng lớn phát ra khi phân chia hạt nhân của nguyên tố nặng, các hạt nhân Uranium hay Plutonium... 1kg uranium nguyên chất, khi phân chia, có thể phát ra lượng nhiệt bằng cả triệu kg than đá. Nếu phản ứng xảy ra tức thời, tức nhiệt lượng phát ra cực lớn trong nháy mắt, sẽ tạo ra vụ nổ hủy diệt khủng khiếp. Thế nhưng nếu được điều khiển để phản ứng xảy ra chậm rãi, nhiệt lượng sẽ tỏa ra từ từ, con người có thể sử dụng lượng nhiệt này. Để sinh ra điện, lượng nhiệt này dùng đun nước, nước sẽ biến thành hơi làm quay tuốc bin phát điện. Như vậy, phát minh về phản ứng phân chia hạt nhân đã dẫn đến hai xu hướng khai thác khác nhau.

Xu hướng thứ nhất: chế tạo các loại bom hủy diệt, bom A và bom H. Mọi người còn nhớ hai quả bom nguyên tử đầu tiên đã hủy diệt hai thành phố Nhật Bản năm 1945.

Xu hướng thứ hai: 6 năm sau, nguồn năng lượng này bắt đầu được khai thác để biến thành nguồn điện phục vụ cuộc sống con người. Ngày 20/12/1951 tại lò thử nghiệm mang tên EBR-1, ở Hoa Kỳ, nhiệt năng phát ra từ hạt nhân phân chia đã được biến thành dòng điện thắp sáng 4 bóng điện với công suất tổng cộng 200 watt. Đó là thời điểm khởi đầu rất có nghĩa đối với lịch sử của công nghệ điện hạt nhân.

Tuy vậy, nhà máy điện hạt nhân đầu tiên chỉ thực sự xuất hiện vào năm 1954. Đó là nhà máy Obninsk, ở nước Nga: Một lò phản ứng hạt nhân, dùng graphit và nước nhẹ, sản sinh ra nguồn điện 5MW và hòa vào mạng lưới điện.

Từ bấy đến nay, trong 6 thập kỷ, điện hạt nhân đã đóng vai trò là một nguồn điện năng quan trọng, không thể thiếu được của nhiều quốc gia, đã cung cấp một sản lượng điện khổng lồ và nếu thiếu nó, không biết nhân loại sẽ vượt qua khó khăn như thế nào. Chỉ riêng trong năm 2006, điện hạt nhân đã cung cấp 2.658 tỉ kilowatt/giờ điện, chiếm 16% sản lượng điện tổng cộng của mọi loại điện năng.

Tình hình phát triển điện hạt nhân ở các nước trên thế giới ( tính đến năm 2005 ).

Sau chặng đường hơn nửa thế kỷ, điện hạt nhân đã đi từ nguồn sáng nhỏ bé khởi điểm với 4 bóng đèn 200 watt đến giờ phút này, đầu năm 2008, thế giới đã có 30 nước có điện hạt nhân, sở hữu 439 lò phản ứng năng lượng với công suất điện tổng cộng là 372.059 megawatt. Và còn 29 lò năng lượng nữa đang trong quá trình xây dựng.

Đó là chưa kể đến 280 lò phản ứng chỉ dùng cho công việc nghiên cứu và sản xuất đồng vị phóng xạ nhằm sử dụng trong y tế hay công nghiệp và trên 200 lò phản ứng khác dùng cho tàu biển, phần lớn dùng làm động cơ tàu ngầm, các hàng không mẫu hạm hoặc tàu phá băng.

Sự phát triển điện hạt nhân của CHND Trung Hoa cũng có thể xem là một hiện tượng nổi bật. Nước này bước vào điện hạt nhân khá muộn so với các nước cùng có vũ khí hạt nhân khác, nhưng họ “tiến quân” vào trận địa này khá rầm rộ. Vừa nhập công nghệ của các nước đi trước, vừa tự xây dựng tiềm lực nội địa, chỉ trong một hai thập kỷ, nay Trung Quốc đã có 11 lò điện hạt nhân, đóng góp vào mạng lưới quốc gia một công suất 8 triệu kW điện.

Tóm lại, năng lượng hạt nhân đã đóng góp lớn lao cho sự phát triển nền văn minh nhân loại, góp phần vào quá trình hiện đại, công nghiệp hóa cho thế giới kể từ nửa thế kỷ 20 đến nay. Sự đóng góp ấy đáng lẽ còn lớn hơn nhiều nếu không có những vấp ngã đau đớn, những sự cố về an toàn của lò phản ứng, sự cố ở Nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island ở Mỹ, và đặc biệt là thảm hoạ Chernobyl ở Ucraina năm 1986…

Những bước thăng trầm

Chặng đường lịch sử hơn nửa thế kỷ của ngành năng lượng hạt nhân có thể phân ra các giai đoạn với những thăng trầm khác nhau.

Những năm 1950 – 1960 là giai đoạn khởi đầu, với sự ra đời của lò năng lượng trong phòng thí nghiệm EBR-1 của Mỹ ( khởi động năm 1951 và đóng cửa 2003 ), lò năng lượng graphit - nước nhẹ Obninsk của Nga (1954-2002) và nhà máy điện hạt nhân quy mô công nghiệp đầu tiên trên thế giới Calder Hall tại Anh ( 1956 - 2003 ). Ở giai đoạn này, điện hạt nhân đang đi những bước đi khai phá, chưa mang tính thương mại hóa.

Thập kỷ tiếp theo, những năm 1960 – 1970, là giai đoạn phát triển mạnh hơn về công nghệ điện hạt nhân, số nước tham gia tăng lên và quá trình thương mại hóa bắt đầu.

Giai đoạn 1970 – 1986 mới là giai đoạn phát triển đột biến của điện hạt nhân. Do công nghệ điện hạt nhân đã được phát triển ở mức cao và quá trình thương mại hóa tiến hành rộng rãi, đặc biệt, do thế giới rơi vào tình trạng khủng hoảng dầu hỏa toàn cầu. Chính trong giai đoạn này, tỷ số điện hạt nhân trên thế giới tăng gần hai lần, từ 9% lên đến mức kỷ lục 17%. Đồ thị dưới đây là một bức tranh khác, minh họa sự phát triển điện hạt nhân trong hơn 30 năm qua.

Sự tăng trưởng sản lượng và tỉ trọng điện hạt nhân

Bỗng, năm 1986, sự cố nổ một lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân Chernobyl xảy ra. Dù không phải là phản ứng nổ hạt nhân, nhưng một lượng lớn phóng xạ đã thoát ra ngoài lan toả trên một diện tích rộng lớn, làm nhiều chục người chết tại chỗ hoặc một thời gian ngắn sau đó và nhiều người bị nhiễm xạ ở những mức nặng nhẹ khác nhau.

Sự cố này gây ra thảm họa lớn, không chỉ về sinh mệnh con người và vật chất, mà đặc biệt cho uy tín của bản thân ngành điện hạt nhân, cản trở lớn đà phát triển của điện hạt nhân trên toàn cầu. Sau sự kiện này cộng đồng EC phản đối năng lượng hạt nhân. Ở đây, ngoài sự lo ngại và phản đối của công chúng, còn có các yếu tố chính trị nội tại trong một số nước, họ dùng chính sách hạt nhân như một công cụ tranh giành quyền lực giữa các đảng phái. Và có cả sự bất lợi trong cạnh tranh về mặt kinh tế của điện hạt nhân so với các dạng điện năng khác, do việc tăng cao các yêu cầu về an toàn dẫn đến tăng thời gian xây dựng nhà máy và tăng giá thành trên một đơn vị điện năng.

Các hiệu ứng tổng hợp đó, nhất thời, dẫn đến một số nước đưa ra chủ trương loại bỏ dần điện hạt nhân như Đức và Thuỵ Điển. Một số nước khác làm chậm lại tiến độ xây dựng nhà máy điện hạt nhân.

Tuy nhiên, nếu phân tích một cách đầy đủ thì xu hướng chung là tổng sản lượng điện hạt nhân trên thế giới vẫn tăng lên. Ở đồ thị trên đây, tổng sản lượng điện, tính bằng đơn vị TWh (xem trục số bên trái) và biểu diễn trên các cột thẳng đứng gián đoạn, vẫn tăng, nhưng tỷ số điện hạt nhân so với điện năng tổng cộng đã có chiều hướng giảm ít nhiều, từ 17% (năm 1986) đến 16% (năm 2008). Trên đồ thị, tỉ số tính bằng % (trục số bên phải) và được mô tả qua những điểm nối liền nhau.

Sở dĩ bức tranh toàn cầu về điện hạt nhân vẫn giữ được nét chấm phá, mảng sáng xen lẫn mảng tối, là do hàng loạt nhà máy đã "trót" khởi công xây dựng từ trước năm 1986 vẫn lần lượt đưa vào sử dụng. Và do nhu cầu điện năng vẫn càng ngày càng tăng lên, nên một số nước vẫn tiếp tục xây mới các lò phản ứng năng lượng.

Dù sao, tốc độ xây dựng nhà máy điện hạt nhân trên toàn thế giới vẫn giảm mạnh so với dự kiến trước khi xảy ra sự cố Chernobyl và ấn tượng của sự cố này còn lưu giữ trong tâm lý của nhiều người rất nặng nề và dai dẳng. Vì thế có thể xem 15 năm từ 1986 đến 2000 là giai đoạn u ám của ngành điện hạt nhân trên thế giới.

Điện hạt nhân đang hồi sinh

Sau những tai nạn "chết người" của điện hạt nhân trong quá khứ, các công nghệ đảm bảo an toàn đã được phát triển nâng cao hơn. Đồng thời, nhu cầu điện năng ngày càng cao thúc bách nhiều quốc gia tái khởi động nguồn điện mới này.

Đã 20 năm trôi qua kể từ sự cố Chernobyl.

Thời gian cũng khá đủ để làm vơi dần nỗi lo Chernobyl, nhưng điều chủ yếu vẫnlà sự vận hành khá an toàn của hàng trăm lò phản ứng rải rác trên thế giới trong hai mươi năm đó. Quan trọng hơn nữa là từ bài học nhức nhối này, các nhà công nghệ hạt nhân trên thế giới đã tiến hành nhiều biện pháp công nghệ khác nhau nhằm nâng cao cấp độ an toàn cho các lò phản ứng.

Phát triển công nghệ, vãn hồi niềm tin

Những lí do trên dần dần đem lại niềm tin cho dân chúng đối với công nghệ điện hạt nhân. Còn bản thân ngành điện hạt nhân cũng có điều kiện củng cố sự tự tin để tiếp tục tiến về phía trước, sau cuộc trường chinh hơn nửa thế kỷ, qua những bước nhảy thần tốc và cả những vấp ngã tưởng không vực dậy nổi.

Và bây giờ, thúc đẩy thêm chiều hướng phát triển điện hạt nhân chính từ sức ép giảm mạnh mức độ ô nhiễm bầu khí quyển bởi khí thải “lồng kính”.

Cổ vũ thêm nhiều quốc gia đến với điện hạt nhân còn là mối lo lắng về sự vơi cạn nhanh chóng của các nguồn năng lượng hóa thạch trên trái đất và triển vọng còn khá xa của việc khai thác có hiệu quả kinh tế các nguồn năng lượng sạch mới, như năng lượng gió, năng lượng mặt trời…. Thật có lý khi nhiều nhà phân tích cho rằng xu hướng phát triển điện hạt nhân đã đến lúc khó cưỡng lại được từ nay cho đến nửa thế kỷ 21 này.

Trong thực tế, từ đầu thế kỷ 21, và đặc biệt trong một vài năm gần đây, mọi người dường như đều cảm nhân được sự chuyển động ngày mỗi mạnh mẽ hơn trong chính sách và thực tiễn phát triển điện hạt nhân của một loạt quốc gia trên thế giới, từ những cường quốc hạt nhân Âu Mỹ đến những nước mới bước vào con đường ứng dụng năng lượng hạt nhân.

Sự chuyển động của nước Mỹ, cường quốc hạt nhân hàng đầu thế giới có nghĩa lớn đối với thế giới.

Cách đây hai năm, chính quyền của Tổng thống Bush lo ngại về sự phụ thuộc vào dầu lửa Trung Đông nên đã phát động chiến dịch nhằm khuyến khích các trung tâm nghiên cứu hạt nhân nguyên tử xây dựng một thế hệ các lò phản ứng hạt nhân mới vào cuối thập kỷ này.

Nhiều nước tái khởi động điện hạt nhân

Ngay trong “Tầm nhìn 2020” của Mỹ về phát triển điện hạt nhân, Chính phủ Bush đã cho xây dựng 7 lò mới để bổ sung thêm 10.000MW điện. Số lò phản ứng đang hoặc sẽ đưa vào kế hoạch xây dựng lên đến con số 30. Ngoài ra, các nhà quản lý hạt nhân của Mỹ còn cho phép các lò phản ứng được đưa vào sử dụng vào những năm 1970 - 1980 tăng thời hạn phát điện thêm 20 năm nữa.

Sự kiện đó hâm nóng thị trường điện hạt nhân của các công ty lớn trên thế giới, như Areva (Pháp), British Nuclear Fuels v.v… Chính sách hạt nhân của Mỹ còn xoá đi nhiều rào cản, tạo thuận lợi cho nhiều nước đi vào quỹ đạo điện hạt nhân.

Nghị viện châu Âu, cuối năm vừa qua, đã bỏ phiếu tán thành nghị quyết cho rằng “năng lượng hạt nhân” là tuyệt đối cần thiết để cho EU đáp ứng nhu cầu điện năng cơ bản trung hạn. Xu hướng đó đã thể hiện bằng hành động thực tế của một loạt nước.

Ở Tây Âu, Vương quốc Anh, một trong những nước đầu tiên có nhà máy điện hạt nhân, đã quyết định tái khởi động chương trình điện hạt nhân. Nước này đã phê chuẩn kế hoạch xây dựng một thế hệ nhà máy điện hạt nhân mới. Các nhà máy thế hệ mới sẽ thay thế cho những nhà máy đang hoạt động và dự kiến sẽ hết hạn sử dụng vào những năm 2030.

Ở nước Pháp, các nhà công nghiệp hàng đầu như Areva và EDF, ngoài hai thị trường lớn hiện nay là Mỹ và Trung quốc, đang chuẩn bị một làn sóng đầu tư vào thị trường của thế giới A rập.

Ở Bắc Âu, tại Phần Lan, một nhà máy điện hạt nhân mới đang được xây dựng. Đây là lò phản ứng hạt nhân được xây dựng mới đầu tiên ở Tây và Bắc Âu kể từ năm 1991.

Ở châu Á, Trung Quốc, trước nhu cầu điện năng rất cao, đang gấp rút xây thêm 30 nhà máy điện hạt nhân bên cạnh 11 nhà máy đang hoạt động.

Nhiều nước đang phát triển như Argentina, Brazil và Nam Phi đang dự tính mở rộng hoạt động các nhà máy có sẵn. Các nước khác như Indonesia, Thái Lan, Ai Cập, Thổ Nhĩ Kỳ, Libya... đang xem xét việc xây dựng các lò phản ứng năng lượng đầu tiên của mình.

Trên toàn thế giới, dự kiến trong thập niên tới sẽ tăng khoảng 100 lò phản ứng năng lượng, các lò này hoặc đang xây hoặc đã đưa vào kế hoạch xây dựng. Khoảng 200 lò khác đang xem xét đưa vào kế hoạch xây dựng trong 20 - 30 năm tới.

Dự kiến từ nay đến giữa thế kỷ, công suất điện hạt nhân toàn cầu sẽ tăng từ 372.000 MW hiện nay lên đến 1.000.000 MW, và tỷ trọng sản lượng điện hạt nhân sẽ đạt đến con số 19% tổng sản lượng điện toàn cầu. Trong đó, tỷ lệ điện hạt nhân tương ứng ở một số nước, theo ước tính, sẽ là: Mỹ: 50%; Pháp: 85%; Nhật Bản: 60%; Hàn Quốc: 70%; Trung Quốc: 30%; Indonesia:40% và Thái Lan, Philipin, Malaysia, Việt Nam: 20%. Đến giữa thế kỷ, công suất điện hạt nhân toàn cầu sẽ tăng từ 372.000 MW hiện nay lên 1.000.000 MW...

Dĩ nhiên còn nhiều âu lo và đòi hỏi đang ở phía trước của ngành công nghiệp điện hạt nhân. Tính an toàn của lò phản ứng hạt nhân năng lượng cần phải được nâng cao và hoàn thiện hơn nữa. Văn hoá an toàn công nghiệp, một trong những điều kiện bảo đảm không để tái diễn những thảm hoạ hạt nhân, cần phải được đặc biệt chú ý, đặc biệt đối với các nhân viên vận hành các nhà máy điện hạt nhân. Các công nghệ xử lý và chôn cất chất thải hạt nhân cần phải giải quyết, trong vòng ba bốn thập kỷ tới.

Dù vậy, qua những chuyển động đã nhìn thấy trong chính sách và trong thực tiễn của nhiều quốc gia trên thế giới những năm gần đây và trước những tai họa nhãn tiền của sự biển đối khí hậu của trái đất hiện nay, điện hạt nhân rõ ràng đã vượt qua thời kỳ ảm đạm và đang được hồi sinh.

Trần Thanh Minh