Điện hạt nhân và tái cơ cấu quy hoạch dài hạn

Quy hoạch điện 7 và điện 7 hiệu chỉnh không chỉ đem lại sự đa dạng về cơ cấu điện năng mà còn tận dụng được thế mạnh của từng loại hình năng lượng. Tuy nhiên có những giải pháp công nghệ về nguồn điện mà trong giai đoạn lập Quy hoạch chưa thể có đủ căn cứ khoa học để bổ sung, vì vậy chưa nêu bật được những thành tố mới có tác dụng cú hích cho phát triển bền vững.

Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân 2. Nguồn: Zing New

Năm 2011, Thủ tướng chính phủ đã ra quyết định phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030 (gọi tắt là qy hoạch điện 7) nhằm hướng đến một quy hoạch phát triển nguồn điện phong phú với các nguồn điện từ năng lượng tái tạo (thủy điện, điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối v.v…), nhiệt điện (nhiệt điện sử dụng khí thiên nhiên, nhiệt điện than) đến điện hạt nhân. Mục tiêu đề ra của Quy hoạch điện 7 là  đến năm 2020, thủy điện chiếm 23,1%; thủy điện tích năng 2,4%; nhiệt điện than 48,0%; nhiệt điện khí đốt 16,5% (trong đó sử dụng LNG 2,6%); nguồn điện sử dụng năng lượng tái tạo 5,6%; điện hạt nhân 1,3% và nhập khẩu điện 3,1% ¹.

Vào tháng 3/2016, trước những yêu cầu mới của tình hình kinh tế xã hội, Thủ tướng chính phủ đã bổ sung, điều chỉnh Quy hoạch điện 7 thành Quy hoạch điện 7 điều chỉnh (gọi tắt là quy hoạch điện 7+), trong đó phân định rõ cơ cấu nguồn điện theo các mốc thời gian 2020, 2025, 2030².

Vẫn phụ thuộc vào điện than

Theo QHĐ7+, điện than vẫn là nguồn năng lượng chủ lực, chiếm tỷ trọng từ 33% năm 2015 lên 50% vào năm 2020 và sau đó sẽ duy trì ở mức xấp xỉ trên 50% đóng góp cho lưới điện quốc gia. Về giá trị tuyệt đối, tổng sản lượng điện than tăng khoảng 1,3-1,6 lần sau mỗi thập niên. Hệ quả sẽ liên quan đến nghĩa vụ, trách nhiệm của Việt Nam theo cam kết tại COP21 về Chống biến đổi khí hậu.

                                          Bảng Sản lượng điện đóng góp từ các nguồn khác nhau (đơn vị: tỉ kWh) được dự báo trong QHĐ7+

Vốn đầu tư cho xây dựng nhiệt điện than theo kiểu truyền thống  tương đối rẻ, thời gian chuẩn bị và xây dựng khá ngắn, dù sau đó phải chi phí lớn và lâu dài cho công tác vận hành và xử lý môi trường.  Than là nguồn khoáng sản đáng kể của Việt Nam và là nguồn nhiên liệu còn khá dồi dào so với dầu khí. Vì vậy nhiệt điện than vẫn cần thiết để đảm bảo một tỉ phần đóng góp hợp lý, ví dụ giữ ở mức than khai thác nội địa có thể đáp ứng, không phải nhập khẩu.

Tuy có những ưu điểm như vậy nhưng nhiệt điện than và các ngành công nghiệp đốt than như luyện thép, xi măng là một trong những nhân tố tạo ô nhiễm khí nhà kính CO2. Chúng sinh ra các sol – khí bụi phổi kích thước nhỏ mà hệ hô hấp không thể tự lọc được, trong sol khí có một thành phần quan trọng là các chất gây mưa a xít SO2 và NOX. Cuối cùng vẫn phải kể đến bụi và xỉ than, mỗi năm nhà máy nhiệt điện than lớn có thể thải ra đến cả triệu tấn xỉ và bụi. Xỉ chứa hàm lượng rất cao các kim loại nặng và các nguồn phóng xạ vốn dĩ khá loãng trong tự nhiên. Việc phải chôn xỉ than lâu dài dẫn đến nguy cơ tích tụ và phát tán vào nước ngầm các kim loại nặng độc hại và gây ô nhiễm phóng xạ gấp 2 đến 10 lần so với phông phóng xạ tự nhiên, ảnh hưởng đến sức khỏe con người trong những vùng dân cư rộng lớn. Mưa a xít còn tác động xa hơn, và khí nhà kính “đóng góp” vào quá trình biến đổi khí hậu toàn cầu.

Tại Hội nghị chống biến đổi khí hậu COP21 ở Paris cuối năm 2015, Việt Nam đã cam kết sẽ tích cực và nghiêm túc thực hiện các biện pháp tổng hợp để cắt giảm khí nhà kính, trong đó có trồng rừng, tiết kiệm năng lượng, tăng tỉ lệ năng lượng tái tạo (NLTT), áp dụng những công nghệ năng lượng mới nhất, hiện đại nhất không phát thải CO2 (hàm ý phát triển ĐHN), vv… Cụ thể Việt Nam sẽ giảm ít nhất 8% khí CO2 vào năm 2030 và có thể hơn thế nếu có sự hỗ trợ giúp đỡ của cộng đồng quốc tế.

Đấy là một cam kết thể hiện trách nhiệm quốc tế của một nước đang phát triển trong quá trình công nghiệp hóa. Khi thể hiện nghĩa vụ và trách nhiệm, Việt Nam cũng mong muốn cộng đồng quốc tế sẽ ưu tiên giúp đỡ ủng hộ để vượt qua nguy cơ do biến đổi khí hậu toàn cầu, bởi vì Việt Nam là một trong những nước bị thiệt hại nặng nề nhất do nước biển dâng trong quá trình nóng lên toàn cầu.

Nhưng liệu với những dự báo QHĐ7+ chúng ta có thể đạt được mục tiêu đó không? Chắc chắn là rất khó khăn, dù tỉ lệ nhiệt điện than có giảm từ 55% xuống 50% sau khi có bù trừ nhờ ĐHN.

Ngược lại, sản lượng điện than tăng lên đến 2 lần từ năm 2030 đến 2050. Dự báo đến năm 2030, mỗi năm chúng ta sẽ phải nhập tới 100 triệu tấn than, vừa đắt lại vừa đòi hỏi cả một hệ thống trung chuyển khổng lồ gồm các cảng biển, đường sắt, kho chứa và bãi thải xỉ, vv… Dự báo, khối lượng đó sẽ tăng gần gấp đôi vào năm 2050.

Ở Trung Quốc, cách đây 10 năm, nhiệt điện than từng có lúc chiếm đến 80% tỉ phần sản xuất điện năng khi kinh tế quốc gia này liên tục tăng trưởng nóng. Giờ đây họ phải giải quyết hậu quả môi trường với giá còn đắt hơn nhiều. Cách đối phó căn bản nhất là phải thay đối cơ cấu nguồn phát điện, Trung Quốc xây dựng các nhà máy ĐHN kết hợp với phát triển các nguồn NLTT để thay thế, đẩy lùi nhiệt điện than. Nhưng dù như vậy họ sẽ phải mất vài chục năm để đưa lại được một thế phát triển cân bằng bền vững.

Tiềm năng của năng lượng tái tạo

Trong QHĐ7+, các loại hình năng lượng tái tạo (NLTT) được đề cập đến với mục tiêu tạo đột phá trong việc đưa nguồn NLTT góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, bảo tồn tài nguyên năng lượng, giảm thiểu tác động tới môi trường trong sản xuất điện. Tuy vậy chúng ta cũng không thể phụ thuộc hoàn toàn vào NLTT bởi nhiều lý do.

Thứ nhất, giá thành của điện mặt trời, điện gió rất đắt, cần phải có sự trợ giá của chính phủ mới có thể khuyến khích người dân sử dụng. Điện mặt trời chiếm dụng diện tích lớn hơn gần 10 lần so với các nhà máy nhiệt điện có công suất tương đương, điện gió có thể tận dụng diện tích trên mặt biển nhưng vốn đầu tư xây dựng các turbin trên biển lại cao hơn so với đất liền.

Thứ hai, các nguồn NLTT đều bị phụ thuộc thiên nhiên trong khi nắng tăng giảm theo ngày, gió theo tháng và thủy văn theo mùa vụ. Vì vậy trong vận hành phân phối điện phải có một tỉ trọng lớn các nguồn phát phải đảm bảo công suất lớn và ổn định làm phụ tải nền, trên nền đó mới là phụ tải đỉnh với công suất thay đổi theo thời gian tùy nhu cầu sử dụng điện thực tế. Phụ tải nền chủ yếu lấy từ nhiệt điện (than, dầu, khí hoặc ĐHN) và một phần từ thủy điện lớn, các nguồn phát không ổn định (thủy điện nhỏ, điện gió, mặt trời) chỉ đóng góp rất hạn chế vào phụ tải nền. Như vậy không bao giờ chúng có thể thay thế toàn bộ nguồn phát như một số người nghĩ.

Trên thế giới có Đan Mạch dự định sẽ dùng 100 % NLTT (gió và mặt trời) nhưng đấy là một đất nước rất phát triển, dân số ít, không khó gì để đầu tư cho kế hoạch như vậy với điều kiện giá điện đắt gấp 2 đến 3 lần mức trung bình. Đặc biệt, Đan Mạch ở châu Âu, nơi có một hệ thống điện thống nhất giữa các quốc gia nên có thể bổ sung thêm nguồn điện năng từ các quốc gia khác nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải. Đối với các nước có dân số khoảng 50 triệu trở lên, không ai chọn giải pháp này.

Nhật Bản rất quan tâm NLTT vẫn phải nhập than và cố khôi phục lại ĐHN. Ngay cả Đức tuy tuyên bố sẽ bỏ ĐHN và thay bằng điện gió, nhưng hiện nay, họ vẫn duy trì vận hành 8 nhà máy ĐHN cho đến khi hết tuổi, họ còn đang mua điện của Pháp (quốc gia sản xuất chủ yếu là ĐHN, gần 80%) và chắc chắn Đức phải bổ sung thêm điện than mới đáp ứng đủ nhu cầu.

Vai trò điện hạt nhân?

Sau giai đoạn khủng hoảng kinh tế, Việt Nam đã lựa chọn con đường phát triển với mục tiêu cơ bản trở thành quốc gia công nghiệp hóa vào thập niên 2020. Phát triển tăng trưởng thì tất yếu phải có “điện đi trước một bước”, điều đó đã diễn ra suốt 20 năm qua. Do đó, sản lượng điện thường tăng khoảng gấp đôi sau 10 năm, tốc độ tăng thường vượt trước tốc độ tăng GDP từ 1,5 đến 2 lần để đón đầu đáp ứng những đỉnh tăng trưởng kinh tế vượt mức. Xu thế này sẽ điều chỉnh dần, khi tiến đến một nền kinh tế công nghiệp hóa có trình độ cao, không còn tăng trưởng quá nóng và với quan điểm hiện đại hóa, ưu tiên các ngành công nghiệp có hàm lượng khoa học công nghệ cao không tiêu hao nhiều năng lượng. Như vậy cần xây dựng ngành năng lượng ngày càng đảm bảo yếu tố hiệu quả, tiết kiệm đến mức thông minh, với mục tiêu vừa làm bàn đạp an ninh năng lượng cho CNH-HĐH, nhưng phải bảo vệ môi trường, đảm bảo phát triển bền vững.

Anhe: Lò phản ứng tiên tiến thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho (Mỹ)

Trong bối cảnh như vậy, khi nhìn nhận về điện hạt nhân, chúng ta thấy rằng xét về yếu tố kinh tế kỹ thuật, xây dựng một nhà máy ĐHN đòi hỏi vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng dài hơn so với nhiệt điện than. Tuy nhiên, ĐHN vừa tạo công suất lớn nhất và ổn định, vừa tiết giảm tỉ lệ chi phí vận hành rất thấp. Nhiều người lo ngại giá thành ĐHN cao, khó đạt hiệu quả kinh tế. Đúng là do nâng cấp chất lượng an toàn công nghệ ĐHN thế hệ 3+ chắc chắn làm tăng vốn đầu tư, nhưng tuổi thọ lò phản ứng cũng tăng đáng kể từ 40 năm lên 60 năm. Trong nghiên cứu khả thi dự án ĐHN Ninh Thuận, chúng ta đã phải tính đủ, kể cả chi phí dự phòng cho xử lý bảo quản nhiên liệu, tháo dỡ sau khi nhà máy hết tuổi thọ, trích phí bảo hiểm để tham gia hợp tác quốc tế trong tình huống sự cố v.v. Kết quả là nếu chúng ta tiếp nhận được bản hợp đồng với giá thành hợp lý thì hoàn toàn có thể đạt hiệu quả kinh tế tốt. Đối với những dự án tiếp theo sau khi đã có kinh nghiệm và từng bước làm chủ công nghệ, vốn đầu tư sẽ giảm và hạch toán kinh tế sẽ dần tăng hiệu quả.

Gần đây, có những thông tin cho rằng ĐHN đang giảm hoặc sẽ bị loại trừ khỏi danh sách các nguồn phát điện trên thế giới. Cần tiếp nhận những thông tin này một cách thận trọng và khách quan, bởi các tiếng nói uy tín và không chuyên biệt về năng lượng hạt nhân như Tổ chức Năng lượng Quốc tế (IEA) và Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) đều dự báo từ nay đến năm 2050, tổng công suất ĐHN sẽ tăng lên hơn 2 lần (từ gần 400 GW lên 930 GW) và tỉ lệ đóng góp vào điện năng cũng tăng 2 lần.

Chúng ta hãy phân tích cụ thể năng lực khả thi của ĐHN chống biến đổi khí hậu. Trước hết, phải thấy rằng tất cả các nguồn nhiệt điện bằng nhiên liệu hóa thạch đều phát thải khí nhà kính, riêng ĐHN hoàn toàn không thải CO2 hoặc các sol-khí.

Nếu như nguồn thủy điện lớn đến nay đã hết, ĐHN có thể xây dựng liên tục, không bị hạn chế về số lượng và mỗi nhà máy có công suất rất lớn, bằng hoặc mạnh hơn toàn bộ hệ thống thủy điện Sơn La – Lai Châu. Diện tích chiếm dụng của một nhà máy ĐHN công suất 4000-6000 MW chỉ khoảng 2 km2. Nhiên liệu đầu vào hàng năm cho nhà máy khoảng 100-200 tấn, so với vài triệu tấn than nhập khẩu cho mỗi nhà máy điện than lớn. Lượng nhiên liệu hạt nhân hàng năm đốt ra không quá 200 tấn nên ngay tại nhà máy hoàn toàn có thể đặt kho chứa trung chuyển quản lý chúng chặt chẽ và an toàn tuyệt đối trong hàng chục năm, trước khi đưa đi xử lý tái chế và cất giữ dài hạn.

Một nguồn phát lớn như vậy khi vận hành ổn định ở công suất cực đại mà người dân sống quanh đó hoàn toàn không bị bất kỳ tác động nào của phóng xạ hoặc hoặc khí nhà kính và bụi ô nhiễm khác. Đó là một hệ thống năng lượng sạch lý tưởng để thay thế cho điện than. Theo phân tích của Tổng cục Năng lượng (Bộ Công Thương), năm 2030 nếu có đóng góp của ĐHN với tỉ lệ sản lượng 5,7% thì có thể làm giảm ô nhiễm môi trường trong năm do nhiệt điện than gây ra như sau:

Nhưng như tình hình hiện nay dự báo trong QHĐ7+, nhu cầu cần tiết giảm nhiệt điện than mạnh mẽ hơn là rất cấp bách. Sau QHĐ7+, chúng ta cũng thấy những khả năng tiềm tàng khác của năng lượng hạt nhân.

Thứ nhất là từ năm 2030 trở đi khi chúng ta có kinh nghiệm xây dựng và quản lý các nhà máy ĐHN lớn, cần phải tăng tỉ lệ đóng góp của các lò ĐHN thế hệ 3+ nhanh hơn để thay cho điện than, sao cho đóng góp chung của hai nguồn này luôn giữ khoảng 60% cho đến năm 2050 như QHĐ7+ dự báo.

Thứ hai là cần phải tính đến khả năng xây dựng các nhà máy ĐHN mô đun nhỏ thế hệ thứ 4 (công suất 100 đến 300 MW) sẽ được thương mại hóa khoảng từ năm 2040 trở đi. Chúng không thay thế các nhà máy lớn thế hệ thứ 3+, nhưng có thể dễ dàng thế vào địa điểm các tổ máy nhiệt điện than khi đó vừa đủ tuổi đóng cửa.

Bằng hai mũi nhọn đó đã có thể giảm nhanh tỉ lệ nhiệt điện than chỉ còn xấp xỉ 33% như năm 2015 (nhưng chưa giảm được sản lượng tuyệt đối).

Từ sau năm 2060 rất có thể hy vọng sẽ có những công nghệ nguồn sạch cách mạng hơn vào cuộc, ví dụ như điện nhiệt hạch (cũng là một loại ĐHN) kết hợp NLTT với giá rẻ và điều tiết thông minh. Khi đó ở quy mô diện rộng mở ra khả năng giảm các nhà máy nhiệt điện than đến một mức hợp lý nhất.

Như vậy ĐHN là một lựa chọn rất cần được xem xét nhằm đảo ngược tình thế, tiết giảm nhiệt điện than. Xu thế cho thấy ĐHN kết hợp cùng NLTT có thể là giải pháp phát triển bền vững. Tất nhiên để đáp ứng bài toán chống biến đổi khí hậu, cần có thêm các biện pháp tổng lực tích hợp với: tiết kiệm năng lượng toàn diện, phủ xanh rừng và giảm dần tăng trưởng nóng khi đạt mức kinh tế phát triển. Đấy là các biện pháp và bước đi hiện thực để đất nước phát triển bền vững 40- 50 năm sau.

Điện hạt nhân có an toàn?

Rosatom đang lắp đặt thiết bị thùng lò phản ứng cho Belarus

Dư luận xã hội hiện nay vẫn còn e ngại về độ an toàn của ĐHN, nhất là sau vụ tai nạn nhà máy điện Fukushima. Đây là lo ngại chính đáng. Tuy vậy với sự phát triển của công nghệ, các lò phản ứng hạt nhân thế hệ 3+ đều được nâng cao về tính an toàn, ví dụ công nghệ AES-2006 mà Việt Nam dự định sử dụng trong Nhà máy ĐHN Ninh Thuận 1 hợp tác với Liên bang Nga có khả năng tự động quản lý tích hợp, đủ năng lực loại trừ hoàn toàn tai nạn phát thải phóng xạ ra môi trường.

Đã có ý kiến đặt giả thiết về một thảm họa hạt nhân với nguy cơ vùng Ninh Thuận và liền kề bị ô nhiễm phóng xạ khiến đất nước ta bị chia cắt trong một thời gian dài. Nhưng với công nghệ hiện đại và quản lý vận hành chặt chẽ thì đó chỉ là một giả thiết cực đoan giống như xác suất thiên thạch rơi vào trái đất gây ra các vụ nổ lớn, tiêu hủy cuộc sống. Một nhà máy ĐHN hiện đại, ví dụ với công nghệ AES-2006 không bao giờ chuyển đột ngột sang trạng thái tai nạn cực đoan mà không thông qua một quá trình diễn biến lô gic mà khoa học hiện nay hoàn toàn có thể mô phỏng. Thiết kế AES-2006 đạt tiêu chuẩn Châu Âu và đã được thẩm định, cấp phép. Hiện nay AES-2006 đã vận hành tại Novovoronhetz, đang xây dựng tại St.Peterburg (Liên bang Nga), Belarus, chuẩn bị xây dựng tại Hungary, Phần Lan v.v. Xu thế phát triển ĐHN rất mạnh ở các nước châu Á như Trung Quốc, Ấn Độ, Hàn Quốc và tinh thần tiên phong của các cường quốc hạt nhân như Mỹ, Nga, Pháp, Anh càng củng cố cho chúng ta niềm tin vào chất lượng an toàn và hiệu quả kinh tế-công nghệ của các nhà máy ĐHN thế hệ mới.

Ngoài ra, nhìn nhận một cách tổng thể hơn, điện hạt nhân không chỉ đơn thuần tạo ra nguồn điện ổn định và bền vững cho đất nước mà còn có khả năng đem lại những cú hích quan trọng để phát triển những ngành khoa học và kinh tế khác. Đó là một công nghệ có hàm lượng tri thức cao nhất trong các công nghệ năng lượng hiện nay. Hãy thử tưởng tượng, một tổ lò phản ứng tuy không chiếm nhiều diện tích nhưng lại tạo ra công suất điện khổng lồ tới hàng nghìn MW. Trong không gian đó có khoa học hạt nhân với các hiểu biết về lượng tử, hóa học, sinh học hiện đại, với các hệ thống phản ứng, thủy nhiệt động lực, được điều khiển vận hành cực kỳ thông minh gồm cơ khí chính xác, điện tử, công nghệ phần mềm, tự động hóa, các hệ thống bảo quản, xử lý tối ưu, vv… Nhân lực quản lý và vận hành ĐHN đều phải có trình độ chuyên sâu, có năng lực thực tiễn và có phẩm chất tốt.

Với quan điểm phát triển năng lượng như vậy, điện hạt nhân cần trở thành một nhân tố quan trọng trong cơ cấu điện năng Việt Nam.

——————————————————————————-

1. Quy hoạch điện 7: http://thuvienphapluat.vn/van-ban/Linh-vuc-khac/Quyet-dinh-1208-QD-TTg-phe-duyet-Quy-hoach-phat-trien-dien-luc-quoc-gia-126942.aspx

2. Quy hoạch điện 7 điều chỉnh: http://thuvienphapluat.vn/van-ban/Thuong-mai/Quyet-dinh-428-QD-TTg-de-an-dieu-chinh-quy-hoach-phat-trien-dien-luc-quoc-gia-2011-2020-2030-2016-306608.aspx