Bài toán năng lượng hạt nhân của Châu Âu đang gặp phải những thách thức gì?

Các lò phản ứng nguyên tử của châu Âu đang ngày một già cỗi. Liệu châu lục này có thể rút ngắn con đường hướng tới tương lai trung hòa carbon?

Châu Âu đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng do mất nguồn khí đốt tự nhiên của Nga sau cuộc chiến tại Ukraine. Điều này đã dẫn đến một cuộc tranh luận ở các nước châu Âu về việc liệu họ có thể giữ cho các lò phản ứng hạt nhân cũ hoạt động lâu hơn để đảm bảo một nguồn cung cấp điện ổn định, có giá cả phải chăng và không phát thải carbon hay không. Tuy nhiên, không có sự đồng thuận giữa các cơ quan quản lý quốc gia, các doanh nghiệp và chính phủ về thời gian vận hành an toàn của những nhà máy hạt nhân này.
Mùa đông năm ngoái, châu Âu đã cố gắng ngăn chặn tình trạng mất điện trên diện rộng ngay cả khi mất đi nguồn khí đốt tự nhiên chính. Tuy nhiên, ngành này vẫn tiếp tục phải vật lộn với chi phí điện cao và lo ngại về độ tin cậy của nguồn cung cấp.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã cảnh báo về tình trạng thiếu khí đốt toàn cầu có thể ảnh hưởng đặc biệt đến mùa đông sắp tới. Để đáp lại, các chính phủ đang tập trung vào một nguồn năng lượng quan trọng khác, thứ có thể làm tình hình trở nên tồi tệ hơn nếu nó bị gián đoạn: chính là các nhà máy điện hạt nhân cũ của Châu Âu.

10% nguồn năng lượng của châu Âu

Năng lượng hạt nhân chiếm gần 10% lượng năng lượng được sử dụng ở Liên minh châu Âu. Trong khi các lĩnh vực vận tải, công nghiệp, sưởi ấm và làm mát theo truyền thống thường phụ thuộc vào than đá, dầu và khí tự nhiên. Trước đây, năng lượng hạt nhân đã cung cấp khoảng 25% lượng điện cho EU và 15% cho Vương quốc Anh.

Anh và EU cùng nhau vận hành 109 lò phản ứng hạt nhân. Hầu hết trong số này được xây dựng vào những năm 1970 và 1980, và ban đầu thì chúng được lên kế hoạch hoạt động trong khoảng 30 năm.
Điều này hàm ý rằng 95 trong số các lò phản ứng này, chiếm gần 90% tổng số, đã đạt tới hoặc sắp kết thúc giai đoạn vận hành dự định ban đầu. Tình trạng này đã làm dấy lên các cuộc thảo luận về việc tiếp tục kéo dài hoạt động của chúng trong bao lâu nữa là an toàn.

Hướng đến tương lai 'trung hòa carbon' hoặc thỏa hiệp

Các quy định luôn khác nhau giữa các quốc gia, nhưng các cuộc thảo luận về việc kéo dài tuổi thọ của những lò phản ứng thường diễn ra cứ 10 năm một lần. Các cuộc thảo luận này bao gồm thanh/kiểm tra thực tế các lò phản ứng, tính toán chi phí và lợi ích của việc thay thế các bộ phận cũ, thay đổi luật và xin phép cơ quan an toàn hạt nhân của đất nước.







Chức năng cơ bản của ba bộ phận chính trong một nhà máy điện hạt nhân.

Ở một số quốc gia, đặc biệt là những quốc gia quyết định ngừng sử dụng năng lượng hạt nhân sau thảm họa hạt nhân Fukushima ở Nhật Bản năm 2011, cuộc đối thoại mang tính ngắn hạn hơn. Họ đang tìm cách quản lý trong vài năm cho đến khi có thể khắc phục được tình trạng thiếu hụt năng lượng, trước khi thay thế năng lượng hạt nhân bằng việc lắp đặt mới các nguồn năng lượng gió, mặt trời và khí đốt.
Đức, quốc gia phản đối năng lượng hạt nhân, ban đầu dự định đóng cửa ba nhà máy hạt nhân cuối cùng của mình vào cuối năm 2022. Tuy nhiên, họ quyết định gia hạn thời hạn này đến tháng 4 năm 2023. Việc gia hạn khẩn cấp này được thực hiện để đảm bảo họ có thể vượt qua mùa đông. mà không cần đến khí đốt của Nga, quốc gia từng cung cấp 40% nguồn cung cấp khí đốt cho EU.

Theo khảo sát năm 2022 của Viện Forsa, ngay sau khi cuộc chiến Ukraine nổ ra và Đức mất khả năng tiếp cận khí đốt của Nga, 67% người Đức cho rằng quyết định đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân của nước này nên được đánh giá lại.

Vào tháng 4, khi các nhà máy hạt nhân đóng cửa, 2/3 người Đức vẫn phản đối quyết định này. Theo khảo sát của Forsa, chỉ có 28% ủng hộ đóng cửa.
Ở Anh, quốc gia phụ thuộc nhiều vào khí đốt, hai nhà máy hạt nhân 40 tuổi dự kiến sẽ ngừng hoạt động vào năm 2024. Tuy nhiên, vào tháng 3, hai cơ sở này đã nhận được sự cho phép để tiếp tục hoạt động cho đến năm 2026 và thậm chí có thể đến năm 2028. Việc gia hạn này nhằm hỗ trợ cung cấp thêm năng lượng trong vài năm tới.
Còn ở Tây Ban Nha, nước này có kế hoạch bắt đầu đóng cửa dần dần 7 lò phản ứng hạt nhân từ năm 2027, với mục tiêu loại bỏ dần dần chúng vào năm 2035. Tuy nhiên, trong cuộc bầu cử vào tháng 7, Đảng Nhân dân (PP) bảo thủ, phản đối các kế hoạch này, đã giành chiến thắng với nhiều phiếu bầu nhất. Họ đã vận động tranh cử trên một nền tảng bao gồm việc đảo ngược chính sách loại bỏ dần năng lượng hạt nhân của chính phủ hiện tại và thay vào đó là đề xuất kéo dài tuổi thọ các nhà máy hạt nhân của Tây Ban Nha.
Lãnh đạo đảng PP Alberto Nunez Feijoo cho biết: “Chúng tôi không thể lấy đi 21% nguồn điện được lắp đặt ở Tây Ban Nha mà không có giải pháp thay thế bằng 21% khác, bởi nguồn năng lượng tái tạo là chưa đủ… Giá năng lượng sẽ tăng theo cấp số nhân.”
Bỉ đã lên kế hoạch loại bỏ dần năng lượng hạt nhân vào năm 2025. Tuy nhiên, vào tháng 1, họ đã quyết định đảo ngược quyết định này. Cuộc chiến ở Ukraine khiến chính phủ phải xem xét lại kế hoạch dựa nhiều hơn vào khí đốt tự nhiên.
Hai lò phản ứng hạt nhân mới nhất của Bỉ đã được bật đèn xanh để hoạt động đến năm 2036, giúp kéo dài tuổi thọ của chúng thêm 10 năm. Tuy nhiên, bất chấp yêu cầu từ các chính trị gia Bỉ, không có kế hoạch tạm thời kéo dài hoạt động của ba lò phản ứng lâu đời nhất nước này để giúp đáp ứng nhu cầu điện dự kiến cho hai mùa đông sắp tới.
Catherine MacGregor, Giám đốc điều hành của công ty năng lượng Engie, công ty điều hành các nhà máy hạt nhân Bỉ, nói với Reuters vào tháng 6: “Chúng đã gần 50 tuổi và đang ở giai đoạn cuối của cuộc đời”.
Tuy nhiên góc nhìn này không phải ai cũng đồng ý.

Cho đến nay, một số quốc gia bao gồm Phần Lan, Thụy Điển, Bulgaria, Cộng hòa Séc, Slovenia, Hà Lan và Hungary đều đã có động thái cho phép các lò phản ứng hạt nhân của họ hoạt động tối thiểu 60 năm. Tất nhiên là với điều kiện phải tiến hành kiểm tra an toàn thường xuyên.
Pháp, nước có số lượng nhà máy điện hạt nhân nhiều nhất, đang tiến hành một chương trình thanh tra và cải tạo đối với 32 lò phản ứng cũ nhất của mình.
Cơ quan An toàn Quốc gia của Pháp, hay ASN, đã tuyên bố rằng thiết kế lò phản ứng nước điều áp (PWR) của Pháp có thể vận hành an toàn trong 50 năm. Điều này có nghĩa là các lò phản ứng cũ có thể tiếp tục hoạt động cho đến năm 2030. Tuy nhiên, cho đến cuối năm 2026, thì ASN tạm thời sẽ chưa đưa ra quyết định liệu các lò phản ứng này có thể hoạt động trong 60 năm hay không.

Nhà máy điện hạt nhân Borssele của Hà Lan, đã hoạt động từ năm 1973. Ảnh: Wikipedia.

Etienne Dutheil, giám đốc chương trình sản xuất hạt nhân tại EDF (công ty sở hữu và vận hành các lò phản ứng hạt nhân của Pháp), tuyên bố tại một sự kiện trong ngành hồi đầu năm nay rằng họ chịu trách nhiệm việc chứng minh tính an toàn và tuổi thọ các lò phản ứng của mình. Ông bày tỏ sự tin tưởng vào độ bền của các bộ phận và khả năng hoạt động của chúng trong thời gian dài. Ông cũng có đề cập rằng các lò phản ứng tương tự như của họ ở Mỹ cũng đã được cấp giấy phép hoạt động trong 60 năm.
Chỉ vì việc một lò phản ứng đã được cấp giấy phép không nhất thiết có nghĩa là nó có thể hoạt động trong toàn bộ thời hạn của giấy phép đó. Ví dụ, lò phản ứng lâu đời nhất trên thế giới, Beznau 1 ở Thụy Sĩ, chỉ mới đạt đến năm hoạt động thứ 54 trong năm nay.

Nhà máy điện hạt nhân Beznau của Thụy Sĩ, hoạt động từ năm 1969. Ảnh: Wikipedia.

Ông Dutheil giải thích thêm rằng chỉ cần có sự tự tin và so sánh với quốc tế là chưa đủ do các tiêu chuẩn quản lý nghiêm ngặt ở Pháp. Ông nhấn mạnh rằng họ cần phải chứng minh về mặt vật lý cho cơ quan quản lý thấy được thiết bị của họ có thể tiếp tục hoạt động sau 50 năm, và thậm chí có thể hơn 60 năm.

Một số công ty đang hướng tới việc kéo dài tuổi thọ của lò phản ứng của họ hơn nữa. Ví dụ, vào tháng 2, một công ty Phần Lan tên là Fortum đã được cấp phép để hai lò phản ứng của họ hoạt động cho đến năm 2050. Vào thời điểm đó (2050), những lò phản ứng này sẽ hoạt động được 70 năm.
Ở Thụy Điển, các giấy phép cho lò phản ứng không có ngày hết hạn cố định nhưng chúng yêu cầu phải kiểm tra an toàn thường xuyên. Vattenfall, một công ty ở Thụy Điển, đang dự tính vận hành năm lò phản ứng của mình trong thời gian lên tới 80 năm.
Martin Darelius, cố vấn cấp cao về công nghệ hạt nhân tại công ty Vattenfall, bày tỏ họ hoàn toàn tự tin vận hành các lò phản ứng của mình trong thời gian lên tới 80 năm. Ông nói rằng, về khía cạnh nâng cấp, họ chưa gặp phải điều gì mà họ không thể đạt được.
Việc kéo dài thời hạn của các nhà máy này không đơn thuần là nỗ lực cải tiến công nghệ, mà nó còn là vì vấn đề kinh tế, và trong tương lai thậm chí là chuyện sống còn.

Chuyển sang các nguồn năng lượng bền vững và hiệu quả hơn

Các quốc gia đang được kêu gọi giảm sự nóng lên toàn cầu bằng cách giảm phát thải khí nhà kính có hại, chủ yếu là khí CO₂. Điều này liên quan đến việc giảm việc sử dụng dầu, than đá, và cuối cùng là khí đốt tự nhiên trong sản xuất năng lượng.



Trong khi các kế hoạch cho một năm 2050 trung hòa carbon yêu cầu giảm tổng mức sử dụng năng lượng, thì nhu cầu về điện dự kiến sẽ tăng khi ngày càng nhiều hệ thống giao thông và sưởi ấm chuyển sang sử dụng điện.
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, các cam kết về khí hậu mà Liên minh Châu Âu đưa ra sẽ đòi hỏi sản lượng điện phải tăng khoảng 90% vào năm 2050 để đáp ứng nhu cầu năng lượng.
Các nguồn năng lượng tái tạo, như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, không cung cấp nguồn năng lượng liên tục. Chúng chỉ tạo ra điện khi mặt trời tỏa sáng hoặc có gió thổi. Sự mâu thuẫn này có thể khiến giá điện biến động rất lớn, đây là điều mà các chính phủ muốn ngăn chận.
Các chuyên gia đã cảnh báo rằng nếu các nhà máy điện hạt nhân hiện tại ngừng hoạt động, điều đó có thể dẫn đến nguồn cung cấp điện giảm đột ngột và nghiêm trọng, thường được gọi là “hiệu ứng bờ vực” (cliff-edge effect).

Nhiều người tin rằng sẽ khôn ngoan về mặt tài chính nếu đầu tư vào việc duy trì các nhà máy điện hạt nhân hiện tại càng lâu càng tốt. Điều này là do việc dừng đột ngột một phần lớn nguồn điện gần như không phát thải của EU có thể dẫn đến giá tăng đột ngột.
Vào năm nay, 16 chính phủ đã cùng nhau thành lập một liên minh hạt nhân ở châu Âu. Mục tiêu của họ là duy trì sự phụ thuộc của EU vào năng lượng hạt nhân, tức là cam kết coi năng lượng hạt nhân là một phần quan trọng trong cơ cấu năng lượng, ngay cả khi đối mặt với mức tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng. Họ có kế hoạch thực hiện điều này bằng cách mở rộng hoạt động của các nhà máy điện hiện có và xây dựng các lò phản ứng mới, hai việc này sẽ bổ sung thêm 50 gigawatt (GW) điện vào năm 2050, tăng so với mức 100 GW hiện tại.
Liên minh này ủng hộ việc đưa năng lượng hạt nhân vào nguồn năng lượng tái tạo, nằm trong hạn ngạch bắt buộc của EU đối với hoạt động lặp đặt nguồn năng lượng sạch. Nghĩa là họ muốn năng lượng hạt nhân được coi là năng lượng sạch giống như năng lượng gió hay năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, một nhóm khác không đồng ý với ý kiến này.
Các quốc gia phản đối năng lượng hạt nhân như Áo và Đức cũng nằm trong số những đối thủ của liên minh này. Ngoài ra, có những quốc gia lo ngại rằng nếu năng lượng hạt nhân được coi là nguồn năng lượng sạch, điều đó có thể dẫn đến việc ít tập trung hơn vào các nguồn năng lượng thực sự có thể tái tạo và bền vững, từ đó tác động tiêu cực đến các nỗ lực chống biến đổi khí hậu.
Sự phản đối năng lượng hạt nhân chủ yếu là do ba lý do. Đầu tiên, một số người có những định kiến cố hữu với việc sử dụng năng lượng nguyên tử. Thứ hai, có những lo ngại về môi trường từ chất thải phóng xạ do các nhà máy điện hạt nhân tạo ra. Cuối cùng, người ta lo ngại rằng số tiền được sử dụng để xây dựng các cơ sở hạt nhân mới trong nhiều năm có thể được sử dụng hiệu quả hơn vào các nguồn năng lượng thay thế, những thứ có thể được thiết lập nhanh hơn và giảm lượng khí thải sớm hơn nhiều, trước năm 2050.
Có một quan niệm sai lầm phổ biến là năng lượng hạt nhân tạo ra một lượng lớn khí nhà kính góp phần làm trái đất nóng lên. Tuy nhiên, niềm tin này là không chính xác.

Cái giá của việc dừng hoạt động điện hạt nhân

Các chính trị gia đang cảm thấy áp lực phải duy trì chi phí năng lượng thấp. Điều này đặc biệt đúng khi ngày càng có nhiều ý kiến cho rằng các hành động chống biến đổi khí hậu là tốn kém và chỉ mang lại lợi ích cho giới thượng lưu.


Điều này ngụ ý rằng điều quan trọng là phải đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng dồi dào và ổn định. Nếu có sự mất mát đột ngột và bất ngờ của một nguồn năng lượng chính, điều đó có thể dẫn đến giá thị trường tăng mạnh và dẫn tới hóa đơn năng lượng cao cho các hộ gia đình.
Năm 2022, giá năng lượng ở châu Âu tăng đáng kể khi một số lò phản ứng hạt nhân của Pháp ngừng hoạt động. Tình hình càng trở nên tồi tệ hơn khi xảy ra cuộc chiến Ukraine.
Khoảng một nửa số nhà máy điện hạt nhân của Pháp không hoạt động do công việc bảo trì bị trì hoãn sau lệnh phong tỏa vì Covid-19 và vấn đề ăn mòn do ứng suất (stress corrosion). Vấn đề này khiến các đường ống an toàn trong một số lò phản ứng trở nên dễ vỡ và cần phải thay thế. Ngoài ra, một số lò phản ứng cần phải được theo dõi chặt chẽ để đảm bảo chúng không gặp rủi ro.
Sự cố này đã ảnh hưởng đến các mẫu Lò phản ứng nước điều áp (PWR) mới hơn và phức tạp hơn của EDF, nhưng nó không ảnh hưởng đến các lò phản ứng có thiết kế tiêu chuẩn hiện đang được xem xét kéo dài tuổi thọ trên khắp châu Âu. Vấn đề hóa ra nằm ở những mẫu lò tiên tiến chứ không phải những mẫu tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu.

Vào mùa hè năm 2022, một đợt nắng nóng khiến nhiệt độ nước sông tăng cao. Những con sông này được sử dụng để làm mát các lò phản ứng. Sóng nhiệt dữ dội đến mức làm khô cạn một số dòng sông đến mức chỉ còn nhìn thấy đá dưới lòng sông. Do đó, EDF, công ty vận hành các lò phản ứng, đã đưa ra cảnh báo về khả năng giảm sản lượng điện và kéo dài lịch bảo trì. Trong khi đó, tại Đức, ngày càng có nhiều lo ngại về khả năng thiếu nhiên liệu vào mùa đông do mực nước sông quá thấp để sà lan vận chuyển nhiên liệu.
Giá năng lượng của hợp đồng kỳ hạn (forward price) tăng mạnh do các nhà giao dịch năng lượng lo lắng về tình trạng mất điện liên tục và bắt buộc phải giảm sử dụng năng lượng. Sau đó, họ lợi dụng tình hình này để kiếm lời.
Những lo ngại về tình trạng thiếu năng lượng trong mùa đông đã không xảy ra. Điều này là do thời tiết vẫn tương đối ấm áp và các quốc gia đã giảm mức tiêu thụ năng lượng.
Các chính trị gia ngần ngại phải trải qua tình huống tương tự trong tương lai khi họ đánh giá tác động đối với các ngành công nghiệp của châu Âu. Các ngành công nghiệp như thép, nhôm, hóa chất và giấy vẫn đang giảm sản lượng trong năm nay do giá năng lượng tăng cao. Điều này đã làm dấy lên mối lo ngại về khả năng cạnh tranh toàn cầu của các ngành này.
Bộ trưởng Công nghiệp Séc Jozef Síkela, người dẫn đầu các cuộc đàm phán giữa các nước EU để thực thi việc bắt buộc giảm sử dụng năng lượng, bày tỏ suy nghĩ của mình với Reuters. Ông nói: “Chúng ta cần xem xét việc liệu chúng ta có thể giải quyết được thách thức kép là giảm lượng khí thải carbon và tăng cường sử dụng điện hay không. Chúng ta cũng cần suy nghĩ xem liệu chúng ta có chuẩn bị để cân bằng điều này chỉ với việc tiết kiệm năng lượng, cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và các nguồn năng lượng tái tạo hay không.”
Ông Síkela nói thêm: “Tôi khá chắc chắn rằng điều đó là không - chúng tôi cần một nguồn năng lượng ổn định, không có carbon và nguồn năng lượng duy nhất chúng tôi biết vào thời điểm hiện tại là hạt nhân”.

Yêu cầu của việc xây mới và kéo dài vòng đời nhà máy: Kỹ sư, thợ hàn và hàng tỷ đô la

Việc xây dựng một nhà máy điện mới có thể mất nhiều năm và tiêu tốn khoảng 14 tỷ euro. Tuy nhiên, việc kéo dài tuổi thọ của một nhà máy có sẵn có thể đạt được với chi phí dưới 1 tỷ euro. Quá trình này diễn ra từ từ và bao gồm việc thay thế các bộ phận cũ trong quá trình bảo trì hoặc tiếp nhiên liệu định kỳ, thường diễn ra sau mỗi 18 đến 24 tháng. Nhìn chung, việc nâng cấp một nhà máy hiện có sẽ rẻ hơn và nhanh hơn so với việc xây dựng một nhà máy mới.



Phần khó khăn nhất là chăm sóc thùng lò phản ứng. Đây là nơi các nguyên tử uranium được phân chia để giải phóng neutron bên trong nhân. Những neutron này cũng va chạm với thành thép của bình, làm thay đổi cấu trúc bên trong của kim loại và khiến nó cứng và giòn.
Các công ty như Vattenfall và EDF cố gắng làm chậm quá trình khiến thùng lò phản ứng trở nên giòn. Họ làm điều này bằng cách đưa các thanh đặc biệt làm bằng kim loại hafnium (Hf) hoặc hợp kim bạc vào lò phản ứng. Những thanh này hấp thụ bức xạ neutron trước khi nó có thể chạm tới và làm hỏng thành thép của thùng. Điều này tương tự như việc bôi kem chống nắng chứa kẽm (Zn) lên mũi ở bãi biển để có thể hấp thụ các tia UV có hại trước khi chúng chiếu tới da chúng ta.
Các công ty khác đã thử nghiệm một kỹ thuật chống lão hóa lò được gọi là ủ (anneal).
Kỹ thuật này là nung nóng kim loại đến hơn 500 độ C và duy trì nhiệt độ đó trong vài ngày. Sau đó, kim loại được để nguội đi. Quá trình này làm cho các phân tử thép mềm ra và trở lại trạng thái ban đầu, tương tự như khi kim loại còn mới.
Các thùng lò phản ứng thường xuyên được kiểm tra bằng robot. Bên trong những thùng này có một ngăn nhỏ đựng các mẫu thép. Thỉnh thoảng có thể lấy những mẫu này ra để kiểm tra xem thép đã giòn đến mức nào qua nhiều năm.
Các mẫu thép bên trong thùng lò phản ứng gần lõi hơn thành thùng nên chúng xuống cấp nhanh hơn. Điều này làm cho chúng trở thành một hệ thống cảnh báo sớm hữu ích. Philippe Chapelot, người đứng đầu nghiên cứu về các lò phản ứng thế hệ thứ hai và thứ ba tại Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Pháp (CEA), đã đề cập rằng CEA đã có dữ liệu giúp dự đoán việc các lò phản ứng thế hệ thứ hai và thứ ba sẽ trở nên giòn như thế nào sau 60 năm sử dụng.
Điều này có nghĩa là công ty có thể thực hiện các bước cụ thể, như giảm lượng điện sản xuất tại một số cơ sở, để làm chậm quá trình hao mòn của thùng. Hay có thể nói rằng, bằng cách sản xuất ít điện hơn, chúng có thể giúp các thùng hoạt động lâu hơn.
Người ta thường nghĩ rằng không thể thay thế thùng chứa lò phản ứng, quả thực chưa có ai cố làm điều đó.
Tính chất không thể thay mới này cũng áp dụng cho tòa nhà kín gió bao quanh lò phản ứng và cũng chứa tất cả các bộ phận phát ra bức xạ. Mục đích của tòa nhà này là để ngăn chặn bất kỳ lượng bức xạ nào thoát ra ngoài không khí.
Ngoài hai thứ kể trên, thì gần như tất cả các bộ phận đều có thể được hoán đổi khi cần thiết.

Nhà máy điện hạt nhân Olkiluoto của Phần Lan, hoạt động từ năm 1979. Ảnh: Wikipedia.

Ở Thụy Điển, các hệ thống công cụ và điều khiển (I&C), mà chúng cho phép công nhân giám sát tất cả các khía cạnh về tình trạng của nhà máy phần lớn vẫn phải dùng thao tác bằng tay và cơ học, thay vì được số hóa.
Darelius của công ty Vattenfall cho biết: “Chúng tôi sẽ phải thay đổi hệ thống điều khiển sang kỹ thuật số… đó sẽ là một công việc khá lớn.”
Ở Pháp, công nhân trong phòng điều khiển của nhà máy vẫn quản lý vận hành bằng cách sử dụng hệ thống rơle, bao gồm việc bật và tắt các công tắc điện.
Dutheil của EDF đã đề cập rằng mặc dù công nghệ họ sử dụng có độ tin cậy cao nhưng nó có thể không thú vị bằng việc sử dụng iPhone. Ông chỉ ra rằng những công nghệ này không nằm trong chương trình giảng dạy hiện tại và quả là một thách thức để thu hút giới trẻ cũng như khuyến khích họ học những kỹ năng công nghệ có phần lỗi thời này, và cũng không ăn nhập với các chuyên môn nghiên cứu khác của họ.
Chính phủ Pháp, mới quốc hữu hóa EDF trong năm nay, đã dự kiến rằng họ cần tuyển dụng và đào tạo tối thiểu 100,000 nhân công vào năm 2033. Điều này là cần thiết nếu họ có kế hoạch vận hành các cơ sở hiện có của mình trong thời gian dài và xây dựng ít nhất sáu lò phản ứng mới.
Việc tuyển dụng bao gồm nhiều chuyên gia như kỹ sư tự động hóa, thợ sản xuất nồi hơi, công trình sư, thợ điện, kỹ thuật viên bảo trì, thợ rèn, thợ lắp đặt đường ống và thợ hàn.
Theo tập đoàn công nghiệp Nucleareurope, liên minh ủng hộ hạt nhân mới thành lập của châu Âu sẽ cần khoảng 450,000 công nhân lành nghề nếu họ đặt mục tiêu tạo dựng thêm 50 GW năng lượng hạt nhân mới vào năm 2050.

Tháp làm lạnh và lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân Electricite de France (EDF) ở Cattenom, Pháp.

Nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng được ngâm trong bể chứa tại nhà máy tái chế chất thải hạt nhân Orano ở La Hague, Pháp.

Nhà máy điện hạt nhân Neckarwestheim ở Đức, nước này đã đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân cuối cùng vào năm 2023.

Viễn cảnh từ năm 2050 trở đi: Nóng hơn, khô hơn, nhiều rác phóng xạ hơn

Những người ủng hộ trong ngành nhấn mạnh nhà máy hạt nhân Barakah mới ở Dubai là bằng chứng cho thấy các lò phản ứng hạt nhân có thể được thiết kế hiệu quả để chịu đựng những thách thức của sức nóng sa mạc và nhiệt độ nước cao hơn.
Các cơ quan quản lý cảnh báo rằng chỉ một số ít nhà máy là có đủ không gian cần thiết để lắp đặt các biện pháp an toàn mới, như tường bảo vệ (đê) được thiết kế để chống lại mực nước dâng cao.
Karine Herviou, Phó tổng giám đốc Viện Bảo vệ phóng xạ và An toàn hạt nhân của Pháp, tại sự kiện trong ngành về kéo dài tuổi thọ nhà máy điện hạt nhân, cho biết: “Thật sự rất đau đầu để tìm được không gian [vật lý] trên một địa điểm hiện đang hoạt động, chúng tôi đã đạt đến những giới hạn nhất định trong việc sửa đổi khả thi các lò phản ứng hiện có.”
Bà cũng đề cập rằng vẫn còn những nghi ngờ về khả năng chịu đựng sóng nhiệt của các lò tại Pháp. Hơn nữa, không có những mô hình mô phỏng khí hậu cụ thể cho từng nhà máy để xem xét các kịch bản như mực nước sông thấp hơn, cháy rừng gia tăng hoặc điều kiện thời tiết khắc nghiệt như lốc xoáy, gió mạnh và mưa lớn.
Bà Herviou tuyên bố rằng ở Pháp, có sự đồng thuận rằng các hành động được thực hiện ở cột mốc 50 hoặc 60 năm tuổi sẽ chủ yếu liên quan đến việc hiện đại hóa hoặc thay thế các hệ thống hiện có. Tuy nhiên, rất khó có khả năng hệ thống an toàn mới nào sẽ được bổ sung. Trọng tâm sẽ là đảm bảo tuân thủ các quy định hiện hành mà không tăng thêm yêu cầu an toàn.
Tình trạng này là nguyên nhân gây lo ngại cho các giám sát viên độc lập như Mycle Schneider. Schneider, người chuẩn bị cho Báo cáo Tình trạng Công nghiệp Hạt nhân Thế giới hàng năm, tin rằng các lò phản ứng cũ cần được kiểm tra nghiêm ngặt hơn.
Schneider so sánh một nhà máy hạt nhân cũ với một chiếc ô tô từ 30 đến 40 tuổi. Khi máy phát điện của một chiếc ô tô như vậy bị hỏng và người thợ mở mui xe để thay thế, họ có thể nhận thấy mọi thứ bên dưới đã mục nát. Tương tự, khi vận hành một nhà máy hạt nhân 40 năm tuổi, hàng đống vấn đề không mong muốn thường được phát hiện trong quá trình hoạt động.
EDF đang kêu gọi chính phủ nới lỏng các quy định về đa dạng sinh học. Hiện tại, những quy định này ngăn cản các nhà máy điện xả nước làm mát đã qua sử dụng vào các con sông gần đó vào những ngày nhiệt độ của sông được coi là quá cao. Hạn chế này có thể giới hạn sản lượng điện. EDF lo ngại rằng những trường hợp như vậy có thể xảy ra thường xuyên hơn trong tương lai.
Sau đó là vấn đề phải làm gì với nhiên liệu đã qua sử dụng có tính phóng xạ.
Các viên uranium rắn đã qua sử dụng được giữ trong các bể làm lạnh được thiết kế đặc biệt để giảm nhiệt phóng xạ của chúng trong khoảng thời gian từ 5 đến 10 năm. Sau đó, công ty Orano của Pháp xử lý vật liệu. Họ tách nó thành chất thải không thể tái chế rồi biến thành thủy tinh (chiếm 4% vật liệu), plutonium (1%) được sử dụng để tạo ra một loại nhiên liệu hạt nhân mới gọi là Mox, cung cấp năng lượng cho khoảng 40% lò phản ứng của Pháp, và uranium tái chế (95%). Tính đến thời điểm hiện tại, uranium tái chế chỉ có thể được làm giàu lại và “tái chế” tại một cơ sở duy nhất ở Nga.
Chất thải không thể tái chế được lưu giữ an toàn trong thùng chứa khô. Tuy nhiên, nơi xử lý cuối cùng của loại chất thải này lại nằm sâu dưới bề mặt trái đất. Tại đây, nó sẽ bị phân hủy hoàn toàn trong khoảng thời gian hàng trăm nghìn năm.
Thụy Điển, Phần Lan và Pháp đều có kế hoạch xây dựng các địa điểm ngầm dài hạn như vậy.

Câu hỏi về sự an toàn

Đối với nhiều người, chất thải phóng xạ sẽ không bao giờ an toàn, cho dù nó có được bảo vệ tốt đến đâu trong quá trình vận chuyển và lưu trữ.


Thái độ về sự an toàn của năng lượng hạt nhân có thể bị ảnh hưởng bởi sự liên quan của nó với bom hạt nhân, chứ không phải là về những tác hại thực sự của nó, vốn không đáng kể.
Uranium được sử dụng trong vũ khí có nồng độ cao hơn nhiều so với uranium được sử dụng trong các viên nhiên liệu hạt nhân. Điều này có thể khiến lò phản ứng tan chảy nếu nó quá nóng, nhưng sẽ không gây ra nổ.
Khi nhìn vào các con số thống kê, tỷ lệ tử vong do năng lượng hạt nhân thấp hơn đáng kể so với tỷ lệ tử vong do nhiên liệu hóa thạch và vật liệu sinh khối. Điều này đúng ngay cả khi tính đến số người tử vong do tai nạn hạt nhân tại Chernobyl năm 1986 và Fukushima năm 2011.

Vincent Zabielski, người từng là kỹ sư hạt nhân và hiện là luật sư tại Pillsbury Winthrop Shaw Pittman LLP ở London, tuyên bố rằng tất cả đều phụ thuộc vào cách mọi người nhìn nhận về nó.
Ông chỉ ra rằng mặc dù mọi người lo ngại về chất thải hạt nhân được lưu trữ trong các thùng chứa nhưng họ nên nhớ rằng nó không hề được thải ra môi trường. Ông cũng nhấn mạnh rằng ô nhiễm không khí từ các nhà máy than có thể dẫn đến mưa axit. Hơn nữa, ông nói thêm rằng thủy ngân từ tình trạng ô nhiễm này có thể xâm nhập vào thực phẩm chúng ta ăn, như salad cá ngừ. Đó là bởi thủy ngân là thành phần tự nhiên của than. Khi than được đốt trong các nhà máy điện, phần lớn thủy ngân chứa trong than sẽ được thải vào khí quyển.
Các cơ quan quản lý đã liên tục tăng cường các tiêu chuẩn an toàn hạt nhân để ngăn chặn sự tái diễn của các thảm họa trong quá khứ. Điều này làm cho việc thiết kế các lò phản ứng trở nên phức tạp hơn và các thủ tục phê duyệt và thiết lập ban đầu cũng trở nên khắt khe hơn.
Bất chấp mọi biện pháp phòng ngừa, các nhà máy hạt nhân mới nhất của châu Âu vẫn gặp phải nhiều vấn đề trong quá trình xây dựng. Những vấn đề này đã trì hoãn việc bắt đầu hoạt động từ mười năm trở lên và làm tăng đáng kể chi phí.
Ở Phần Lan, lò phản ứng mới đầu tiên ở châu Âu sau 16 năm đã bắt đầu hoạt động vào tháng 4/2023. Tuy nhiên, kế hoạch ban đầu là xây dựng một nhà máy trị giá 3 tỷ euro trong vòng 4 năm đã kéo dài tới 18 năm và tiêu tốn 11 tỷ euro.
Lò phản ứng này dự kiến sẽ hoạt động trong 60 năm và đáp ứng 14% nhu cầu điện năng của Phần Lan. Số tiền này quá đủ để bù đắp cho 10% lượng điện mà Phần Lan từng nhập khẩu từ Nga nhưng bị mất do chiến tranh ở Ukraine.
Lò phản ứng mới Mochovce 3 ở Slovakia hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm cuối cùng. Dự kiến, nó sẽ bắt đầu hoạt động thương mại vào mùa thu này, muộn hơn 10 năm so với kế hoạch ban đầu và gấp đôi ngân sách ban đầu. Tuy nhiên, khi đi vào hoạt động, nó sẽ giúp Slovakia tự chủ được điện, loại bỏ nhu cầu nhập khẩu.

Phòng chứa lò phản ứng trong Đơn vị 1&2 của Nhà máy điện hạt nhân Mochovce. Ảnh: Wikipedia.

Lò phản ứng Hinkley Point C, hiện đang được xây dựng ở Anh, cũng chậm tiến độ 10 năm và vượt quá ngân sách hàng tỷ USD. Tuy nhiên, giá điện cố định đã thỏa thuận với chính phủ vẫn thấp hơn giá điện của Vương quốc Anh vào năm 2022, khi được điều chỉnh theo lạm phát.
Ở Pháp, có những nghi ngờ về kế hoạch xây dựng các lò phản ứng mới được công bố vào năm 2050. Sự hoài nghi này là do có nhiều vấn đề với các lò phản ứng hiện có của EDF. Ngoài ra, lò phản ứng Flamanville 3, vẫn đang được xây dựng và dự kiến bắt đầu hoạt động vào năm 2012, đã bị trì hoãn ngày khởi động đến đầu năm 2024.
Henri Proglio, cựu Giám đốc điều hành của EDF, đã làm chứng trước quốc hội trong các phiên điều trần về độc lập năng lượng của Pháp năm ngoái. Ông nói rằng mặc dù họ hiểu rõ về việc duy trì các công trình hiện có nhưng họ lại không thành thạo trong việc xây dựng những công trình mới.
Ông Proglio nói thêm rằng các nhà thầu phụ thiếu kinh nghiệm và họ đã mất và tiếp tục mất các giám đốc điều hành. Điều này đang xảy ra khi một thế hệ kỹ sư và nhà quản lý đang nghỉ hưu hoặc chuyển sang những công việc được trả lương cao hơn. Ông nhấn mạnh rằng khi thảo luận về các kế hoạch dài hạn, điều quan trọng cần nhớ là các kỹ năng cần thiết cho các nhiệm vụ trong tương lai cần phải được phát triển ngay từ hôm nay.

Theo Reuters.