Điện hạt nhân ở Mỹ: Nhiều bước tiến vượt trội

Ưu thế về giá thành, môi trường

Theo Hiệp hội Hạt nhân thế giới (WNA), sau năm 1979, ngành ĐHN Mỹ đã trải qua một giai đoạn khá khó khăn. Rất nhiều đơn hàng và dự án xây dựng bị đình chỉ hoặc hủy dẫn đến sự suy sụp trong 2 thập kỷ của ngành ĐHN. Mặc dù vậy, đến những năm 1990, khoảng 100 dự án xây dựng lò phản ứng phát điện đã được đưa vào hoạt động. Đến nay, Mỹ có khoảng 99 lò phản ứng hạt nhân đặt tại 30 bang, được vận hành bởi 30 công ty năng lượng khác nhau. Từ năm 2001, các lò phản ứng sản xuất ra 807 tỷ kWh mỗi năm và chiếm khoảng 20% tổng sản lượng điện năng.

Ngày nay, tầm quan trọng của năng lượng hạt nhân ở Mỹ mang tính chất địa chính trị cũng như kinh tế, giảm thiểu sự phụ thuộc vào dầu và khí đốt nhập khẩu. Theo tính toán, chi phí vận hành của các nhà máy ĐHN đang hoạt động rất cạnh tranh. Theo đơn giá năm 2012, chi phí 1 kWh ĐHN là 2,4 cent/kWh, so với khí đốt 3,3 cent và than 3,4 cent.

WNA cho biết thêm, tháng 6-2014 Hiệp hội Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) thông báo rằng, Hiệp hội sẽ dùng quyền hạn của mình chiểu theo Luật Khí quyển sạch để yêu cầu cắt giảm khí thải các bon từ các nhà máy điện giảm so với năm 2005 là 25% vào năm 2020 và giảm 30% trong năm 2030. Các bang phải có trách nhiệm hoàn thành nhiệm vụ này. Từ năm 2005 đến nay, lượng khí ô nhiễm đã được chứng minh là giảm 16%. Đặc biệt, ĐHN chiếm 63% tổng sản lượng điện không các bon của Mỹ.

Các nhà máy ĐHN từ lâu đã cung cấp phần lớn "điện sạch" (không phát thải các bon) ở hơn nửa số bang của Mỹ, làm giảm 750 triệu tấn khí thải CO2 mỗi năm so với than đá. Và điều đó đã được khẳng định với 30% tỷ lệ giảm ô nhiễm, trong đó có một phần lớn đóng góp của năng lượng hạt nhân.

Tháng 8-2015, EPA công bố Kế hoạch Năng lượng sạch nhằm điều chỉnh lượng khí thải hiệu ứng nhà kính từ các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, với mục tiêu giảm 32% lượng CO2 thải ra vào năm 2030. Kế hoạch này được cho là thiên vị nguồn năng lượng tái tạo điện gió và điện mặt trời rõ rệt, nhưng cho phép cấp vốn cho nhà máy ĐHN mới và nâng cấp các tổ máy sẵn có, dù chưa tính đến vai trò của lượng ĐHN cơ sở đang hiện hữu, hiện đang ở mức hạn chế về mặt kinh tế trong điều kiện thị trường. Điều này sẽ cho phép các công ty ĐHN đẩy mạnh xây mới các nhà máy, điều cách đây hơn 10 năm họ rất khó thực hiện.

Hiệu suất ngày càng cao

Cho dù đã ngưng xây dựng các nhà máy mới trong vòng 30 năm nay, sự phụ thuộc vào ĐHN của Mỹ vẫn dần tăng. Năm 1980, các nhà máy ĐHN đã sản xuất 251 tỷ kWh, chiếm khoảng 11% sản lượng điện tiêu thụ của đất nước. Đến năm 2008, con số đã tăng lên tới 809 tỷ kWh và chiếm khoảng 20% tổng sản lượng điện, cung cấp hơn 30% sản lượng ĐHN trên thế giới. Hầu hết mức tăng này đều xuất phát từ 47 lò phản ứng được duyệt thi công trước năm 1977, đi vào hoạt động trong giai đoạn 1970-1980, đã tăng gấp đôi sản lượng ĐHN của Mỹ. Cùng với đó, ngành Công nghiệp hạt nhân Mỹ đã đạt được những lợi ích đáng kể trong việc tối ưu hóa các nhà máy thông qua việc cải thiện các hệ thống tiếp nhiên liệu, bảo dưỡng và bảo đảm an toàn hệ thống ở các nhà máy hiện tại.

Một thành tựu lớn đối với ngành hạt nhân Mỹ trong 20 năm qua là hiệu suất vận hành cùng với công tác bảo trì được cải thiện đáng kể. Theo đó, hiệu suất từ 56,3% năm 1980 và 66% năm 1990 tăng lên 91,1% vào năm 2008. Điều đó cho thấy công nghệ ĐHN của Mỹ đã tiến bước dài ngay cả khi nó không được ưu tiên phát triển. Một yếu tố thay đổi lớn nữa là thời gian tải nạp nhiên liệu ở các nhà máy ĐHN được rút ngắn đáng kể. Nếu như năm 1990 phải mất tới 107 ngày thì đến năm 2000 hạ xuống chỉ còn 40 ngày. Cho đến nay, thời gian kỷ lục được ghi nhận là chỉ còn 15 ngày.

Tất cả sự nâng cấp đều thể hiện rõ thông qua việc tăng sản lượng sản xuất ĐHN kể từ năm 1990, từ 577 tỷ kWh lên tới 809 tỷ kWh, tăng khoảng 40% không tính việc lắp đặt thêm các thiết bị. Công suất tăng 40% tương đương với việc xây dựng 29 lò phản ứng mới với công suất 1.000 MW mỗi lò. Đây là thành tựu rất lớn của công nghệ ĐHN Mỹ mà không phải quốc gia nào cũng thành công.

Theo WNA, hiện Mỹ đầu tư rất mạnh cho nghiên cứu nhà máy hạt nhân thế hệ tiếp theo (NGNP) để phát triển lò phản ứng làm nguội khí nhiệt độ cao thế hệ IV. Như vậy là sau 20 năm suy giảm đều, sự quan tâm của chính phủ cho năng lượng hạt nhân đang có sự khởi sắc với mục đích tái khẳng định sự dẫn đầu của Mỹ trong công nghệ hạt nhân.