Tầm nhìn đến năm 2030: Năng lượng hạt nhân và những quốc gia chủ chốt
Nhu cầu điện gia tăng trên toàn cầu, cùng với sự cần thiết phải phát triển và sử dụng các nguồn điện an toàn, đáng tin cậy, có tính kinh tế đang thúc đẩy các nước xây dựng lò phản ứng hạt nhân mới. Bài viết xem xét triển vọng phát triển điện hạt nhân đến năm 2030 dựa trên các số liệu của Công ty phân tích dữ liệu, GlobalData.
Toàn cầu có hơn 400 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động, 54 lò đang được xây dựng ở 17 quốc gia khác nhau, khoảng 475 lò phản ứng hạt nhân chưa khởi công, nhưng đã được công bố sẽ xây dựng hoặc đã bắt đầu xin giấy phép và các khoản tài chính. Có vài loại lò phản ứng, nhưng lò nước áp lực (PWR) là loại phổ biến nhất với khoảng 70% tất cả các lò đang hoạt động thuộc loại này. Các loại lò phản ứng khác hiện đang hoạt động là lò áp lực nước nặng (PHWR), lò phản ứng nước sôi (BWR), lò phản ứng than chì nước nhẹ (LWGR), lò phản ứng làm mát bằng khí (GCR) và lò phản ứng tái sinh nhanh (FBR).
Tổng quan
32 quốc gia hiện đang vận hành lò phản ứng hạt nhân để phát điện. Một số quốc gia như Armenia và Slovenia, mỗi nước chỉ vận hành 1 lò thì số lò tại Hoa Kỳ và Pháp lần lượt là 95 và 57. Các quốc gia có công suất điện hạt nhân đáng kể là: Mỹ, Pháp, Trung Quốc, Nhật Bản, Nga và Hàn Quốc với hơn 25 gigawatt (GW ) công suất lắp đặt tại mỗi nước. Canada và Ukraine, mỗi nước vận hành khoảng 13GW. Vương quốc Anh, Đức, Thụy Điển, Tây Ban Nha, Ấn Độ và Bỉ, mỗi nước có 5–10GW công suất điện hạt nhân lắp đặt. 16 quốc gia khác có một hoặc nhiều lò phản ứng, với công suất lắp đặt từ 0,4GW đến 4GW.
Trong giai đoạn 2020 – 2030 một số quốc gia tiến hành ngừng hoạt động lò và đến năm 2030, 12 quốc gia sẽ có ít năng lượng hạt nhân hơn so với hiện nay. Một vài nước đang tháo dỡ các nhà máy điện hạt nhân cũ và xây dựng các nhà máy mới, một số khác chủ động loại bỏ năng lượng hạt nhân và chuyển sang năng lượng tái tạo.
Năm 2010, Đức giảm công suất hạt nhân xuống còn chưa đến một nửa và đang trên tiến trình loại bỏ năng lượng hạt nhân vào năm 2022. Bỉ, Đài Loan và Thụy Sĩ đang thực hiện các chương trình tương tự loại bỏ năng lượng hạt nhân vào năm 2030.
Trong khi đó, Belarus, Ai Cập, Ả Rập Xê Út và Thổ Nhĩ Kỳ, đang trong quá trình các dự án điện hạt nhân mới. Belarus dự kiến vận hành lò phản ứng đầu tiên trong năm nay. UAE là quốc gia mới nhất bổ sung điện hạt nhân vào hỗn hợp năng lượng phát điện với lò phản ứng 1345MW trong năm 2020.
Tổng cộng có 49 lò phản ứng hạt nhân đang được xây dựng và thiết lập để tăng công suất thêm 53,5GW từ năm 2020-2025, trong đó 13,4GW, tức 25% công suất tăng thêm thông qua 13 lò phản ứng mới ở Trung Quốc. Ấn Độ, Hàn Quốc và UAE là những quốc gia khác hiện đang đang xây dựng các nhà máy điện hạt nhân với công suất đáng kể và dự kiến đưa vào vận hành từ năm 2020-2050. Ba quốc gia này dự định bổ sung 17,2GW trong khoảng thời gian này.
Dự báo theo khu vực
Hiện tại, Châu Âu, Châu Á Thái Bình Dương và Bắc Mỹ vận hành 98% công suất điện hạt nhân toàn cầu (xem Hình 1). Trong nhóm này, cán cân sẽ thay đổi đáng kể từ năm 2020-2030, do tỷ lệ công suất của Châu Á Thái Bình Dương dự kiến sẽ gia tăng mạnh mẽ.
Các khu vực Trung Đông và châu Phi, Nam và Trung Mỹ hiện chiếm khoảng 1% công suất hạt nhân toàn cầu và đều không có bất kỳ đợt bổ sung công suất lớn nào.
Ở Trung Đông và châu Phi, chỉ có Nam Phi, UAE và Iran hiện có năng lực hạt nhân. Ả Rập Xê Út và Ai Cập chuẩn bị có lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trong năm 2020–2030.
Ở Nam và Trung Mỹ, chỉ có Brazil và Argentina có năng lực hạt nhân và không có quốc gia nào khác có kế hoạch xây dựng lò phản ứng trong thời gian tới.
Công suất và tỷ lệ điện hạt nhân
Công suất lắp đặt toàn cầu của điện hạt nhân năm 2010 là 375,8GW, trong đó hơn 100GW là ở Hoa Kỳ. Trong năm 2011 và 2012, con số này giảm nhẹ sau hậu quả của thảm họa Fukushima khi một số lò phản ứng ở Nhật Bản ngừng hoạt động vĩnh viễn. Một số lò ở Đức cũng ngừng hoạt động trong cùng năm đó, như một phần của chính sách dài hạn mà nước này nhằm loại bỏ năng lượng hạt nhân.
Từ năm 2012–2019, tổng công suất lắp đặt tăng 30GW và đạt 404,7GW, mặc dù một số nhà máy đã ngừng hoạt động trên toàn thế giới. Điều này là do Trung Quốc bổ sung vượt quá 37GW trong giai đoạn này.
Từ năm 2020–2030, 12 quốc gia dự kiến sẽ giảm công suất hạt nhân bằng cách đóng cửa và ngừng hoạt động các nhà máy hiện có, dẫn đến giảm công suất hơn 30GW. Tuy nhiên, chỉ riêng Trung Quốc dự kiến sẽ thêm hơn 80GW trong giai đoạn này, tổng công suất lắp đặt trên toàn cầu dự kiến sẽ tăng đáng kể từ 404,7GW năm 2019 lên 496,4GW vào năm 2030 (xem Hình 2).
Năm 2000, tỷ lệ phát điện hạt nhân chỉ chiếm hơn 10% tổng công suất điện toàn cầu. Mặc dù bổ sung công suất đáng kể trong suốt giai đoạn 2000–2019, nhưng khi đó, tỷ lệ trên đã giảm xuống còn 5,4%.
Tuy công suất tăng và hiệu quả của các lò phản ứng hiện đại được cải thiện, điện hạt nhân đã giảm từ 17,2% năm 2000 xuống còn khoảng 10,2% hiện nay trên tổng điện toàn cầu. Các công nghệ khác lại bứt phá nhanh hơn trong giai đoạn này (chủ yếu là nhiệt điện từ năm 2000-2010 và các cơ sở năng lượng mặt trời và gió với quy mô lớn sau năm 2010).
Từ năm 2020-2030 điện hạt nhân có thể không giảm nhiều do số lượng lớn các lò phản ứng hạt nhân gia tăng sắp tới của Trung Quốc.
Tác động của COVID-19
Ngành công nghiệp điện hạt nhân coi vấn đề an toàn là khía cạnh quan trọng nhất do bản chất của công nghệ. Vì vậy, an toàn, sức khỏe và hạnh phúc của nhân viên nhà máy điện hạt nhân trở thành một phần cốt lõi trong hoạt động của nhà máy. Thực tế là, mọi khu vực chứa lò phản ứng hạt nhân – cho dù đang được xây dựng, vận hành hoặc ngừng hoạt động, đều có kế hoạch dự phòng, trong đó bao gồm kế hoạch cho tình huống đại dịch. Điều này giúp hầu hết các lò phản ứng tiếp tục hoạt động trơn tru ngay cả sau khi đại dịch COVID-19 bắt đầu.
Tại nhiều khu lò, lực lượng lao động không thiết yếu được chuyển sang phương thức làm việc từ xa, được cung cấp các thiết bị và quyền truy cập cần thiết. Nhân sự cốt cán được yêu cầu ở lại các khu lò trong một thời gian dài để tránh nguy cơ nhiễm vi-rút, vì nếu họ bị nhiễm bệnh, nhà máy có thể phải ngừng hoạt động.
Rất ít lò đang hoạt động đưa ra thông báo cho công nhân nghỉ việc. Một số khu vực đang thi công đã báo cáo việc cắt giảm số lượng công nhân – cụ thể là Vogtle ở Hoa Kỳ, nhưng hầu hết các công trình vẫn tiếp tục.
Ngay cả những khu vực lúc trước bị đình chỉ xây dựng khi dịch COVID-19 bùng phát thì nay dã khôi phục hoạt động. Một số khác tiếp tục thi công với lực lượng lao động giảm để duy trì các biện pháp giãn cách xã hội. Điều này có thể dẫn đến sự chậm trễ ít nhiều để hoàn thành xây dựng và thử nghiệm, dẫn đến trì hoãn vận hành các lò phản ứng này.
Nhìn chung, trong ngắn hạn, chưa có bất kỳ ảnh hưởng quyết liệt nào của đại dịch COVID-19 đối với ngành điện hạt nhân. Không mất việc làm đáng kể, cũng không đình trệ phát điện. Trước đây, làm việc từ xa chưa từng được tính đến trong ngành thì nay đã được thử nghiệm, triển khai và điều chỉnh trong vòng vài tuần. Về lâu dài, một số lò có thể phải ngừng hoạt động do một số điều kiện như vi-rút lây lan mạnh hơn, tấn công sang lực lượng lao động quan trọng của lò phản ứng, hoặc do nhu cầu điện giảm đột biến.
Những yếu tố thúc đẩy thị trường điện hạt nhân
1. Tham vọng hạt nhân của nước lớn như Trung Quốc
Trung Quốc dự kiến có công suất điện hạt nhân lớn nhất vào năm 2026 vượt qua Hoa Kỳ và Pháp. Đến năm 2025, nước này định bổ sung thêm 40GW công suất hạt nhân mới và 40GW khác từ năm 2026–2030. Ngoài ra, các lò phản ứng với tổng cộng 200GW công suất khác đã được đề xuất. Đất nước Đại lục cũng thể hiện mối quan tâm đến lắp đặt số lượng lớn lò nổi nhỏ đóng trên các tàu cập cảng. Những ý định gia tăng công suất và ngày càng chú tâm đến việc trở thành nhà cung cấp lò phản ứng hạt nhân hàng đầu toàn cầu của Trung Quốc sẽ điều khiển, chi phối thị trường trong hai thập kỷ tới.
2. Các quốc gia nhỏ hơn mong muốn độc lập về năng lượng
Một số quốc gia hiện có ít hoặc không có năng lực điện hạt nhân đang xem công nghệ này là một lựa chọn khả thi để tăng tính độc lập về năng lượng và đa dạng hóa danh mục năng lượng của họ. Thổ Nhĩ Kỳ, Ai Cập, Ả Rập Xê Út và Belarus hiện không có năng lực hạt nhân nhưng có các lò phản ứng trong các giai đoạn hoàn thành khác nhau. Vào năm 2030, Thổ Nhĩ Kỳ và Ai Cập đặt mục tiêu đạt khoảng 5GW điện hạt nhân, Ả Rập Xê Út sẽ tiệm cận 3GW. Mong muốn tăng cường và đa dạng hóa danh mục đầu tư điện ở các thị trường mới khác có thể khiến năng lượng hạt nhân ngày một được quan tâm.
3. Mục tiêu và cam kết giảm phát thải
Điện hạt nhân được tạo ra do phản ứng phân hạch dẫn đến sinh nhiệt mà không có chất nào bị đốt cháy, vì thế nó trở thành một trong những nguồn điện sạch nhất. Một số quốc gia đang chịu áp lực giảm khí thải nhà kính và đã cam kết với cộng đồng quốc tế về việc giảm phát thải. Trong những Cam kết được xác định trên toàn quốc (Intended Nationally Determined Commitments) được đệ trình sau Cuộc đàm phán khí hậu Paris năm 2015, các quốc gia cam kết giảm đáng kể lượng khí thải và rất nhiều chiến lược liên quan được đưa ra dựa trên tăng cường nguồn điện sạch. Từ đây, điện hạt nhân trở thành một lựa chọn khả thi để đạt được các cam kết này.
Thách thức đặt ra cho thị trường điện hạt nhân
3. Sự phản đối của các tổ chức về môi trường
Các tổ chức môi trường quốc tế như Greenpeace liên tục thể hiện không tán thành việc xây dựng cơ sở hạt nhân mới và kéo dài tuổi thọ của các nhà máy điện hạt nhân già cỗi, với lý do mức độ an toàn giảm sút của các lò phản ứng trong suốt vòng đời thiết kế ban đầu. Trong chương trình nghị sự của hơn 30 tổ chức phi chính phủ (NGO) bàn luận đến vấn đề loại bỏ năng lượng hạt nhân trên toàn cầu. Làn sóng phản đối có thể ảnh hưởng trực tiếp đến các nhà máy mới được đưa vào vận hành. Ngoài ra, họ không đồng tình gia hạn hoạt động nhà máy, khiến các nhà phát triển công nghệ cảm thấy hoài nghi về tương lai của các nhà máy hoạt động vượt quá tuổi thọ thiết kế và lợi tức đầu tư nếu không được chấp thuận gia hạn tuổi thọ sau thời gian vận hành theo thiết kế ban đầu. Nhiều tổ chức phi chính phủ này có các nhóm chuyên trách nghiên cứu những khía cạnh tiêu cực do kéo dài tuổi thọ lò phản ứng. Họ cho rằng lò phản ứng cũ được tân trang lại có nguy cơ vi phạm an toàn cao hơn và khả năng xảy ra tai nạn cao hơn. Các nhà phát triển và nhà đầu tư sẽ thấy một dự án điện hạt nhân kém hấp dẫn hơn nếu nhà máy chỉ được phép vận hành đến hết vòng đời thiết kế mà không thể gia hạn.
2. Kế hoạch loại bỏ điện hạt nhân ở châu Âu
Sau khi thảm họa Fukushima diễn ra tại Nhật Bản, một số chính phủ đã xem xét lại chiến lược năng lượng hạt nhân. Một số quốc gia châu Âu quyết định loại bỏ hoàn toàn các dự án hạt nhân mới từ khi còn nằm “trên giấy” và chưa khởi công. Một số khác dự định cấm các công trình mới và ngừng hoạt động các nhà máy cũ. Đức, Thụy Sĩ, Bỉ và Đài Loan có công suất hạt nhân đáng kể nhưng dự kiến đóng cửa tất cả các lò phản ứng trước năm 2030. Để loại bỏ năng lượng hạt nhân, những lò phản ứng hết tuổi thọ theo thiết kế và giấy phép đều bị từ chối gia hạn giấy phép và cuối cùng phải đóng cửa. Theo đó, tính kinh tế của các lò phản ứng này không bị xáo trộn và, trong thời gian chúng hoạt động đến khi hết hạn giấy phép, các công nghệ khác cuối cùng sẽ dần thay thế và chiếm lĩnh thị trường tiềm năng của chúng. Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến thị trường điện hạt nhân, khiến nó gần như trở nên vô hình trong vài năm tới tại các quốc gia có kế hoạch như vậy.
3. Đại dịch COVID-19
Cho đến nay, đại dịch COVID-19 không có bất cứ tác động bất lợi nào đối với thị trường điện hạt nhân ở bất kỳ quốc gia nào. Chỉ có một số lượng rất nhỏ các công trình lò phản ứng bị treo vào tháng 3, nhưng cuối cùng đã được tiếp tục với lực lượng lao động giảm đi một chút. Tuy nhiên, nhìn chung, nhu cầu về điện đã giảm ở hầu hết các quốc gia trên toàn thế giới. Nếu nhu cầu tiếp tục giảm, hoặc nếu nhu cầu không có sự phục hồi đáng kể, một vài nhà máy điện sẽ bị ngừng hoạt động. Có khả năng một số lò phản ứng hạt nhân cũng bị yêu cầu tạm thời đóng cửa. Các lò hiện đang được xây dựng và dự kiến sẽ được đưa vào vận hành vào cuối năm 2020 hoặc đầu năm 2021 cũng có thể bị ảnh hưởng do thiếu nhu cầu điện, dẫn đến trì hoãn vận hành lò.
Phạm Thị Thu Trang/VINATOM dịch
Nguồn: https://www.neimagazine.com/
