Liệu các nhà máy điện hạt nhân có thể thích ứng với xu hướng biến đổi khí hậu?
BNEWS Liệu hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân có thích ứng được với xu hướng biến đổi khí hậu hiện đang diễn ra? Câu hỏi này đang được nhiều người quan tâm.
Các lò phản ứng hạt nhân của nhà máy điện hạt nhân Cruas-Meysse, Pháp. Ảnh: AFP/TTXVN
Nhật báo Le Figaro số ra mới đây dẫn nhận định của những người phản đối điện hạt nhân cho rằng sự gia tăng nhiệt độ Trái Đất và sụt giảm dòng chảy của các nguồn nước đang đe dọa tính an toàn và năng suất của các nhà máy điện hạt nhân.
Trong khi đó, những người ủng hộ cho rằng năng lượng hạt nhân giúp sản xuất điện mà không sản sinh ra khí CO2, và đây là đòn bẩy quan trọng để trung hòa lượng carbon vào giữa thế kỷ này, hạn chế tác động của biến đổi khí hậu.
Vậy thực hư điều này là như thế nào? Liệu hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân có thích ứng được với xu hướng biến đổi khí hậu hiện đang diễn ra? Câu hỏi này đang được nhiều người quan tâm.
Những nguy cơ từ hiện tượng nóng lên trên toàn cầu
Trong chương trình "C ce soir" trên kênh France 5, phát vào tuần cuối cùng của tháng Chín, Mathilde Panot - nghị sĩ Quốc hội và là thành viên Đảng Nước Pháp Bất khuất (LFI) của tỉnh Val-de-Marne - đã khẳng định rằng thực tế cho thấy các lò phản ứng hạt nhân luôn phải được làm mát, mà nước thì không phải lúc nào cũng dồi dào.
Bà nhấn mạnh: "Lấy ví dụ của sông Rhône. Như chúng ta đã biết lưu lượng nước sông này sẽ giảm 40% và cứ vào mùa Hè là phải đóng các lò phản ứng để làm mát chúng".
Việc các nhà máy điện hạt nhân dễ bị ảnh hưởng bởi hiện tượng nóng lên toàn cầu luôn là chủ đề thường xuyên xuất hiện trong các cuộc tranh luận. Hiện tượng này đang thể hiện ngày một rõ nét hơn, với sự gia tăng tổng thể về nhiệt độ không khí và nước, dẫn đến nguy cơ xảy ra thường xuyên hơn các hiện tượng cực đoan như bão và hạn hán.
Dự án Explore2070 chịu trách nhiệm đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đối với tài nguyên nước tại Pháp đã đưa ra kết luận rằng vào năm 2070, tổng lưu lượng dòng chảy hàng năm trên toàn lãnh thổ sẽ giảm đáng kể, trung bình từ 10% đến 40% tùy theo vị trí các dòng chảy. Sự an toàn của các nhà máy điện phụ thuộc vào nước làm mát. Vậy liệu hiện tượng nóng lên toàn cầu sẽ là mối đe dọa tiềm ẩn cho các nhà máy này hay không?
Trên thực tế, nhà máy điện hạt nhân, cung cấp khoảng 10% điện năng trên thế giới, cần một lượng lớn nước để làm mát các lò phản ứng. Do đó, vị trí của chúng thường nằm gần biển hoặc dọc theo nguồn nước.
Ông Olivier Dubois, Phó Giám đốc chuyên môn về an toàn của Viện Bảo vệ Bức xạ và An toàn Hạt nhân Pháp (IRSN), cho biết, hiện có 56 lò phản ứng đang hoạt động tại Pháp có thể được phân thành ba loại theo vị trí và phương pháp làm mát.
Các nhà máy gần biển hoạt động theo chu trình hở, nước được lấy và sau đó thải ra ngoài (không bao giờ tiếp xúc với sản phẩm phóng xạ) với nhiệt độ cao hơn một vài độ. Tốc độ dòng nước bơm khoảng 40-50 m3/s cho mỗi lò phản ứng. Pháp có 18 lò phản ứng kiểu này, được bố trí gần biển, ở các địa điểm như Gravelines, Penly, Paluel, Flamanville và Le Blayais.
Các nhà máy điện bên bờ sông hoặc trên sông có thể hoạt động theo chu trình hở hoặc chu trình khép kín. Loại chu trình hở cần tốc độ dòng chảy tương tự như loại đặt bên bờ biển, khoảng 40-50 m3/s nước được lấy và thải ra sông. Trường hợp này có 8 lò phản ứng ở Pháp, trong đó có lò Tricastin.
Loại thứ ba có chu trình khép kín, được trang bị tháp làm mát không khí, có ống khói để hơi nước nóng thoát ra. Loại này hoạt động trong một hệ thống khép kín, với lượng nước ít hơn được bơm vào lò, cỡ khoảng 2 m3/s, một nửa sau đó được thoát ra dưới dạng hơi và số còn lại thoát ra sông. Có 30 lò phản ứng kiểu này ở Pháp, bao gồm các lò ở Cattenom, Chinon, Nogent...
Đối mặt với nguy cơ nhiệt độ nước tăng và dòng chảy suy giảm, các nhà máy điện nằm gần các nguồn nước sông, về mặt logic, dễ bị ảnh hưởng nhất. Những nhà máy hoạt động mà không có tháp giải nhiệt cần lưu lượng nước lớn hơn và thoát nhiều nước ra sông hơn. Do đó, chúng có nhiều khả năng bị đóng cửa vào mùa Hè khi nhiệt độ của các nguồn nước đã đạt đến mức tối đa.
Ông Olivier Dubois cho biết, theo quy định ở Pháp, nhiệt độ của dòng chảy từ nhà máy điện hạt nhân về hạ lưu không được vượt quá sức nóng tối đa cho phép để bảo vệ hệ động thực vật. Ông Olivier Dubois giải thích, ví dụ như nhà máy điện Bugey, nhiệt độ cực đại là 26°C. Nếu ngưỡng này bị vượt quá hoặc có nguy cơ bị vượt quá, nhà vận hành buộc phải tắt lò phản ứng.
Tình huống này đã từng xảy ra vào các đợt nắng nóng nghiêm trọng như trong các năm 2003 và 2018. Nhưng cho đến nay, việc giảm sản lượng điện do sự gián đoạn này vẫn chưa gây ra căng thẳng đáng kể, chỉ khoảng 0,3% mỗi năm và Cơ quan điện lực Pháp (EDF) luôn đảm bảo cung cấp đủ nguồn điện trong mọi trường hợp.
François-Marie Bréon, nhà khí hậu học tại Phòng thí nghiệm Khoa học Khí hậu và Môi trường, lưu ý rằng theo quan sát, cứ vào dịp Hè về, mức tiêu thụ điện của Pháp gần như thấp hơn gần một nửa so với mùa Đông.
Tuy nhiên, nếu hiện tượng nóng lên toàn cầu tăng đến mức buộc các gia đình phải dùng điều hòa không khí thì khi đó mức tiêu thụ điện vào mùa Hè sẽ lớn hơn so với mùa Đông. Trường hợp như thế này đã từng xảy ra tại không ít các nước ở phía Nam nước Pháp.
Sự gián đoạn ngày càng thường xuyên hơn
Trong một nghiên cứu được công bố vào tháng Bảy trên tạp chí Nature Energy, nhà nghiên cứu Ali Ahmad thuộc Đại học Harvard của Mỹ ước tính rằng ở cấp độ toàn cầu, tần suất ngừng hoạt động liên quan đến hiện tượng Trái Đất ấm lên đã tăng đáng kể, từ 0,2 lần/năm/lò phản ứng trong những năm 1990, lên đến 1,5 lần/năm/lò trong thập kỷ qua.
Theo ước tính, sản lượng điện bị mất hàng năm sẽ tăng từ 1,4% lên đến 2,4% vào cuối thế kỷ này. Các vấn đề liên quan đến nguồn nước như hạn hán và sụt giảm mực nước trong các sông và hồ, thường gây ra sự cố mất điện lâu nhất (khoảng 110 giờ mỗi lần mất điện) khiến cho việc cung cấp các dịch vụ năng lượng cũng rối loạn hơn.
Trong một nghiên cứu khác được công bố năm 2011 trên Tạp chí Năng lượng, Kristin Linnerud, Giáo sư tại Đại học Khoa học Đời sống của Na Uy (NMBU) và các đồng nghiệp đã lưu ý rằng "nhiệt độ trung bình toàn cầu cứ tăng thêm một độ, thì nguồn cung cấp từ năng lượng hạt nhân sẽ giảm khoảng 0,5%".
Theo giải thích của bà Kristin Linnerud, mỗi lò phản ứng thường sản xuất một lượng điện đáng kể và chúng thường nằm trong cùng một khu vực địa lý và sử dụng cùng một nguồn nước làm mát, nên những gián đoạn như vậy rất có thể đe dọa an ninh năng lượng.
Các nghiên cứu này cũng chỉ ra những rủi ro khác liên quan đến hiện tượng nóng lên toàn cầu, chẳng hạn như sự gia tăng của các trận giông bão và lũ lụt thường đe dọa các nhà máy điện ở ven biển.
Triển vọng các khoản đầu tư lớn
Đối với François-Marie Bréon, vấn đề "dễ bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu" không phải là một lý lẽ để ngăn cản sự phát triển của điện hạt nhân. Có những ví dụ về các nhà máy điện hoạt động ở những nơi nóng hơn và khô cằn hơn nhiều so với điều kiện của nước Pháp ở thời điểm năm mươi năm sau. Ông nêu ví dụ của Palo Verde, Arizona (nhà máy điện hạt nhân lớn nhất ở Mỹ), nhà máy này chạy bằng nước thải đã qua xử lý từ đô thị Phoenix.
Tuy vậy, những người tham gia trong lĩnh vực này đều biết rằng họ sẽ phải thích nghi với biến đổi khí hậu. Theo nhận định của chuyên gia IRSN Olivier Dubois, mối lo ngại đang trở thành hiện thực và không nên đánh giá thấp các tình huống đó, vì cái rủi ro liên quan đến kế hoạch đầu tư lớn cho các nhà máy hiện có và việc tính toán thực tế nếu muốn xây dựng các nhà máy mới.
Chuyên gia Olivier Dubois đã lấy ví dụ trong đợt nắng nóng năm 2003, nhiệt độ đã vượt quá mức tối đa cho phép đối với các hệ thống thông gió, hoặc tại các khu vực lưu giữ những thiết bị nhạy cảm.
Sau vụ đó, EDF đã triển khai một chương trình tăng cường năng lực làm mát cho các nhà máy của mình bằng cách thay thế một số thiết bị, cải tiến hệ thống làm mát, lắp đặt máy điều hòa không khí, hoặc cải thiện hệ thống thông gió.
Đối với vấn đề lưu lượng nước, có nhiều giải pháp để xử lý, ví dụ lắp đặt một khu dự trữ gần đó như trường hợp nhà máy Civaux, nằm trên bờ sông Vienne.
Trong nghiên cứu của mình, nhà khoa học Ali Ahmad đã lưu ý: "Đối với các cơ sở nhà máy điện hạt nhân hiện có, các công ty điện lực có thể tối ưu hóa thời gian cắt điện theo kế hoạch của họ dựa trên các giai đoạn thời tiết bị xáo trộn để giảm thiểu tác động đối với kinh tế".
Các nhà máy điện của Pháp được thiết kế với giả định tuổi thọ 40 năm. Ngay cả khi chúng được phép hoạt động lâu hơn, phần lớn sẽ không còn hoạt động sau năm 2050.
Nhưng nếu quyết định xây dựng những nhà máy mới, các thông số này sẽ phải được tính đến. Nhà nghiên cứu đến từ Đại học Harvard, Ali Ahmad, cũng khẳng định: "Các mô hình dự đoán điều kiện thời tiết khắc nghiệt phải được kết hợp với việc đánh giá rủi ro hạt nhân".
Giáo sư Kristin Linnerud lưu ý rằng một nhà máy đặt dọc theo biển trong mọi trường hợp sẽ ít phải chịu tác động ảnh hưởng hơn so với một vị trí phụ thuộc vào nước làm mát từ sông. Bà cũng bổ sung thêm rằng nếu không thì cần phải ưu tiên các nhà máy có tháp giải nhiệt, ít phụ thuộc vào nguồn nước./.
