Thế giới đang quay trở lại với năng lượng hạt nhân sau nhiều thập kỷ suy giảm. Xu hướng này được thúc đẩy bởi những tiến bộ công nghệ và nhu cầu năng lượng ngày càng tăng do sự bùng nổ của lĩnh vực trí tuệ nhân tạo (AI).
Microsoft đang thúc đẩy sự hồi sinh của nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island (Mỹ) để cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu. Ảnh: AFP
Thế giới hiện đang trên đà sản xuất nhiều năng lượng hạt nhân hơn bao giờ hết vào năm 2025 và Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã đưa ra dự báo về một cuộc phục hưng toàn diện của điện hạt nhân.
Câu hỏi đặt ra là tương lai của năng lượng hạt nhân sẽ bị chi phối bởi các công nghệ mới nổi như lò phản ứng mô-đun, các siêu dự án mới như Nhà máy Vogtle hay sự hồi sinh của các dự án hạt nhân cũ và đã ngừng hoạt động.
"Hiện nay, rõ ràng là sự trở lại mạnh mẽ của năng lượng hạt nhân mà IEA dự đoán cách đây vài năm đang diễn ra tốt đẹp, với việc hạt nhân được thiết lập để tạo ra mức sản lượng điện kỷ lục vào năm 2025", Giám đốc điều hành IEA Fatih Birol tuyên bố.
"Ngoài ra, hơn 70 gigawatt công suất hạt nhân mới đang được xây dựng trên toàn cầu, một trong những mức cao nhất trong 30 năm qua và hơn 40 quốc gia trên thế giới có kế hoạch mở rộng vai trò của hạt nhân trong hệ thống năng lượng của họ", đại diện IEA nói thêm.
Theo một báo cáo hoàn toàn mới từ Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA), sản lượng điện hạt nhân sẽ phá vỡ kỷ lục vào năm 2025 và sau đó vì "thị trường, công nghệ và nền tảng chính sách đã sẵn sàng cho kỷ nguyên tăng trưởng mới về năng lượng hạt nhân trong những thập kỷ tới".
Phần lớn động lực thúc đẩy sự trở lại của năng lượng hạt nhân tập trung vào các lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) và lò phản ứng mô-đun tiên tiến (AMR), được sản xuất trong nhà máy và sau đó được lắp đặt tại chỗ.
Công nghệ này cho giúp các lò phản ứng được sản xuất với chi phí thấp hơn và nhanh hơn để lập kế hoạch và triển khai so với các lò phản ứng truyền thống.
Tuy nhiên việc xây mới một nhà máy điện hạt nhân có thể hàm chứa những rủi ro. Nhà máy Vogtle của Mỹ là một ví dụ điển hình về những rủi ro khi xây dựng một nhà máy điện hạt nhân hoàn chỉnh mới.
Vogtle là nhà máy điện hạt nhân mới duy nhất mà Mỹ xây dựng trong nhiều thập kỷ. Dự án này bị chỉ trích là một "thảm họa khó tránh" và cuối cùng đã hoàn toàn đi vào hoạt động vào tháng 4/2024, nhưng chậm tiến độ 7 năm và đội vốn 17 tỷ USD.
Những người ủng hộ công nghệ lò phản ứng SMR và AMR cho rằng các lò phản ứng mô-đun ít nguy hiểm hơn các mô hình truyền thống vì chúng có cơ chế an toàn thụ động tích hợp sẵn. Nhưng các nghiên cứu mới cảnh báo rằng việc triển khai các lò phản ứng SMR trên diện rộng có thể có một mặt tối đáng kể.
Một nghiên cứu gần đây của Stanford chỉ ra rằng "hầu hết các thiết kế lò phản ứng SMR thực sự sẽ làm tăng khối lượng chất thải hạt nhân cần quản lý và xử lý, gấp từ 2 đến 30 lần". Điều này gây ra một vấn đề lớn đối với việc quản lý chất thải hạt nhân - một công việc tốn kém, mất hàng triệu năm.
Ngày càng nhiều chuyên gia cho rằng thay vì tập trung vào việc xây dựng các nhà máy hạt nhân mới dạng mô-đun hoặc dạng khác, chúng ta nên tập trung nhiều hơn vào việc phục hồi các nhà máy hạt nhân có sẵn.
Hiện tại, Mỹ có 22 lò phản ứng hạt nhân đang trong quá trình ngừng hoạt động, nhưng nhiều trong số đó vẫn có thể hoạt động trong nhiều thập kỷ, theo trang tin năng lượng Oil Price.
"Nhiều nhà máy hạt nhân ban đầu được thiết kế để hoạt động trong 40 năm, nhưng với việc bảo trì và nâng cấp công nghệ phù hợp, tuổi thọ của chúng thường có thể kéo dài đến 60 hoặc thậm chí 80 năm", Global Financial Market Review cho biết. "Điều này khiến việc kéo dài tuổi thọ trở thành một giải pháp thay thế hấp dẫn về mặt tài chính so với việc xây dựng các nhà máy mới từ đầu".
Các chuyên gia khác cho rằng nếu đầu tư vốn và ưu tiên nghiên cứu nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ của các lò phản ứng cũ thay vì thiết kế các lò phản ứng mới, thì tuổi thọ của chúng đó có thể được kéo dài hơn nữa.
"Hiện tại, chúng ta có mọi thứ [cần thiết] để vận hành các nhà máy trong ít nhất 80 năm", ông Luca Oriani, Phó chủ tịch cấp cao công ty điện hạt nhân Westinghouse Electric Company (Mỹ), bình luận trên tờ Financial Times. "Chúng tôi không thấy bất kỳ thách thức lớn nào để kéo dài hoạt động thêm 20 năm nữa để tăng từ 80 lên 100 năm". Ông Oriani khẳng định rằng các nhà máy cũ cũng có thể tăng sản lượng điện của mình thông qua các biện pháp hiệu quả hơn.
Việc khởi động lại các lò phản ứng cũ có thể vấp phải rào cản quy định, nhưng đã có một số tiền lệ cho việc này. Năm nay, nhà máy điện hạt nhân Palisades ở bang Michigan (Mỹ) đang được hồi sinh trong một động thái chưa từng có sau khi đóng cửa vào năm 2022. Dự án này được chính phủ Mỹ hỗ trợ gần 2 tỷ USD và dự kiến hoạt động trở lại vào tháng 10 năm nay.
Theo Bộ Năng lượng Mỹ, mức tiêu thụ điện toàn cầu có thể tăng tới 75% vào năm 2050 và sự gia tăng này phần lớn được thúc đẩy bởi tham vọng phát triển công nghệ AI.
Sự ra đời các trung tâm dữ liệu AI và điện toán đám mây đang đẩy nhu cầu tiêu thụ điện toàn cầu lên một giới hạn mới. Đáng nói, "một trung tâm dữ liệu mới cần lượng điện bằng cả một thành phố như Chicago...", ông Mark Nelson, Giám đốc điều hành Công ty tư vấn năng lượng Radiant Energy Group cho biết.
Do vậy, sau nhiều năm tập trung cho năng lượng tái tạo, các "ông lớn" công nghệ lớn toàn cầu đang chuyển sang năng lượng hạt nhân vì khả năng cung cấp năng lượng lớn theo cách hiệu quả và bền vững hơn.
Từ Google, Amazon, Microsoft đến Meta đều đang triển khai đầu tư vào các dự án điện hạt nhân và sự chuyển hướng năng lượng của các "ông lớn" công nghệ này có thể đánh dấu sự khởi đầu của một xu hướng toàn ngành.
Từng là khách hàng tiêu thụ năng lượng tái tạo nhiều nhất tại Mỹ, các "ông lớn" công nghệ gần đây đã chuyển hướng sang năng lượng hạt nhân để tìm kiếm nguồn điện đáng tin cậy hơn.
Đơn cử, Microsoft đang hỗ trợ khởi động lại nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island bên ngoài Harrisburg, Pennsylvania thông qua một thỏa thuận mua điện. Amazon và Google của Alphabet đang đầu tư vào các lò phản ứng hạt nhân nhỏ.
"Những gì chúng ta đang thấy là năng lượng hạt nhân có rất nhiều lợi ích", ông Michael Terrell, giám đốc cấp cao về năng lượng và khí hậu tại Google, cho biết. "Đó là nguồn điện không phát thải carbon. Đó là nguồn điện luôn có thể bật và chạy mọi lúc. Và nó đem lại tác động kinh tế to lớn", ông Terrell nói thêm.
