"Cơn khát" điện tại Mỹ: Những thách thức lớn

Theo bài viết trên tạp chí kinh tế Handelsblatt của Đức, Tổng thống Mỹ Donald Trump muốn đẩy nhanh quá trình mở rộng năng lượng hạt nhân tại nước này. Điều đó sẽ làm hài lòng các tập đoàn công nghệ đang khao khát nguồn năng lượng ổn định và dồi dào. Nhưng kế hoạch của nhà lãnh đạo Mỹ đang phải đối mặt với nhiều thách thức.

Nhu cầu điện hạt nhân rất lớn từ các tập đoàn công nghệ

Tổng thống Trump không muốn lãng phí thời gian. Tuần trước, ông đã ký 4 văn bản nhằm thúc đẩy mạnh mẽ việc mở rộng các nhà máy điện hạt nhân. Ông cam kết sẽ biến nước Mỹ thành "một cường quốc thực sự trong lĩnh vực này". Mục tiêu được nêu ra là tăng gấp 4 lần công suất phát điện hạt nhân vào năm 2050, từ 100 gigawatt (GW) lên 400 GW. Các quy định của chính quyền Tổng thống Trump có thể đẩy nhanh quá trình mở rộng đáng kể năng lượng hạt nhân tại Mỹ, bao gồm việc thúc đẩy cái gọi là lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR). Tuy nhiên, gần đây một số nhà sản xuất điện nước này đã phải đối mặt với những rào cản bất ngờ.

Hầu hết các lò SMR hoạt động theo cùng nguyên lý như lò phản ứng hạt nhân thông thường, nhưng ở quy mô nhỏ hơn nên có thể xây dựng nhanh hơn, với giá thành rẻ hơn. Tiềm năng của các lò phản ứng mô-đun nhỏ này đặc biệt lớn, với khả năng giảm chất thải hạt nhân, tăng độ an toàn và giảm chi phí. Công suất của lò phản ứng SMR thường nhỏ hơn 300 megawatt (MW). Trong khi đó, một lò phản ứng hạt nhân thông thường có thể dễ dàng sản xuất được lượng điện gấp 5 lần.

Trong những tháng gần đây, các công ty công nghệ đã ký nhiều hợp đồng trị giá hàng triệu USD với ngành công nghiệp điện hạt nhân để có được nguồn cung điện hạt nhân ổn định, lâu dài. Hoạt động của các ứng dụng AI trong trung tâm dữ liệu đặc biệt tiêu tốn nhiều năng lượng. Do đó, một cuộc chạy đua thực sự đã nổ ra trên thị trường điện tại Mỹ.

Tập đoàn Amazon đã đầu tư vào một số dự án của các nhà phát triển lò phản ứng SMR trong nước. Tập đoàn Google đang hợp tác với nhà sản xuất SMR Kairos Power và đặt mục tiêu tạo ra khoảng 500 MW từ các lò phản ứng mini vào năm 2035. Tập đoàn Microsoft có kế hoạch mở lại nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island ở Pennsylvania cùng với nhà cung cấp năng lượng Constellation Energy để đảm bảo nguồn cung điện cho các trung tâm dữ liệu của họ.

Các "ông lớn" công nghệ này hy vọng rằng quy định mới của chính quyền Tổng thống Trump sẽ cho phép đạt được tiến triển nhanh hơn đáng kể trong quá trình mở rộng năng lượng hạt nhân. Trong tương lai, Ủy ban quản lý hạt nhân - cơ quan có thẩm quyền về an toàn hạt nhân ở Mỹ - sẽ không mất đến 18 tháng để phê duyệt đơn xin cấp phép dự án mới.

Trở ngại bất ngờ

Tuy nhiên, một số công ty đã bất ngờ gặp trở ngại trong nỗ lực mở rộng năng lượng hạt nhân của họ. Ví dụ, nhà bán lẻ trực tuyến Amazon rất muốn mở rộng khuôn viên trung tâm dữ liệu của họ bên cạnh nhà máy điện hạt nhân Susquehanna ở Pennsylvania, nơi cung cấp điện trực tiếp cho trung tâm này. Nhưng vài tuần trước, cơ quan quản lý năng lượng Mỹ FERC đã một lần nữa phủ quyết kế hoạch tăng lượng điện sử dụng cho hoạt động này.

Ban đầu, Amazon đã ký một thỏa thuận với công ty điều hành năng lượng Talen Energy. Nhưng các quan chức FERC lo ngại về sự ổn định của lưới điện và giá điện tăng cao. Trong một tuyên bố công khai, ủy viên FERC Mark Christie đã cảnh báo rằng những thỏa thuận như vậy sẽ làm nảy sinh "một số vấn đề phức tạp, đầy thách thức và đa chiều, khi kết hợp lại có thể có tác động to lớn đến cả độ tin cậy của lưới điện và chi phí cho người tiêu dùng".

Ngược lại, nhà cung cấp năng lượng Talen Energy lại cho rằng lời cảnh báo đó là một sai lầm, quyết định phủ quyết của FERC sẽ làm cản trở sự phát triển kinh tế. Với Amazon, dù tập đoàn này từ chối bình luận về quyết định của FERC, nhưng vẫn theo đuổi chiến lược dựa nhiều hơn vào năng lượng hạt nhân trong tương lai.

Một vấn đề nữa là những nghi ngờ về sự thành công nhanh chóng của công nghệ lò phản ứng SMR. Nhà khoa học hạt nhân Walter Tromm tại Viện Công nghệ Karlsruhe (Đức) cho biết việc xây dựng các tiêu chuẩn an toàn và cấp phép là "những thủ tục dài và không thể so sánh với việc một công ty tung ra thị trường một loại máy tính mới". Trên toàn thế giới hiện chỉ có hai dự án đang được thí điểm ở Trung Quốc và Nga.

Ngoài ra, còn có nghi ngờ về tính khả thi về mặt kinh tế của công nghệ SMR. Một số công ty khởi nghiệp SMR hứa hẹn giá điện từ 2,1 đến 2,7 xu/kWh. Mức này rẻ hơn so với điện than, điện khí đốt, điện hạt nhân thông thường hoặc điện gió. Nhưng các công ty có lời cam kết tương tự hiện đã thất bại vì chi phí quá cao. Ví dụ, nhà máy SMR do công ty Nuscale dự kiến xây dựng tại bang Idaho của Mỹ sẽ không được xây dựng do chi phí cao.

Nhà khoa học hạt nhân Walter Tromm cho biết, ngay cả lò phản ứng cỡ nhỏ SMR cũng cần phải đáp ứng mọi tiêu chuẩn an toàn, nên kinh phí xây dựng không hề nhỏ. Mặc dù chi phí xây dựng tổng thể của một SMR có thể rẻ hơn do quy mô nhỏ, nhưng liệu việc mở rộng quy mô sản xuất SMR có thực sự giúp chi phí xây dựng SMR giảm đi đáng kể hay không vẫn cần thời gian để kiểm chứng.  

Các nhà phát triển SMR khác cũng có những vấn đề kỹ thuật chưa được giải quyết, chẳng hạn như vật liệu được sử dụng. Tại công ty khởi nghiệp Terrapower của tỷ phú Bill Gates, natri được lựa chọn là chất làm mát cho lò phản ứng. Loại nguyên liệu này làm cho lò phản ứng an toàn hơn về tổng thể, do lò không phải chịu áp lực quá cao liên tục. Tuy nhiên, các chất làm mát như natri có thể gây ra hỏa hoạn nếu chúng bị rò rỉ. Một số nhà phát triển lại muốn sử dụng chì lỏng làm chất làm mát, tuy vậy vật liệu này lại có tính ăn mòn cao và có thể làm hư hại mạch làm mát.

Bất chấp những khó khăn, chuyên gia Tromm nhận định nếu cuối cùng công nghệ lò SMR đạt được bước đột phá, chúng có thể hoạt động tốt cùng với năng lượng tái tạo. Khi đó sẽ không còn cần đến các lò phản ứng lớn nữa, thay vào đó chỉ cần các lò phản ứng nhỏ, riêng lẻ để ổn định lưới điện hoặc vượt qua những giai đoạn thiếu hụt năng lượng tái tạo trong năm.