Tiến thoái lưỡng nan với điện hạt nhân

Nhật và nhiều nước ngừng xây thêm nhà máy điện hạt nhân

Phóng to

Một nhà máy điện hạt nhân tại Đài Sơn (Quảng Đông, Trung Quốc) đang được Tập đoàn Areva xây dựng - Ảnh: Areva News

Các lò phản ứng hạt nhân hiện cung cấp 14-16% điện năng cho thế giới, nhưng xu hướng sử dụng điện hạt nhân bắt đầu tăng dần vài năm gần đây. Theo Fortune (18-3-2011), tính đến năm 2010 có khoảng 65 nước không có nhà máy điện hạt nhân bắt đầu xem xét hoặc lên kế hoạch cụ thể cho chương trình phát triển điện hạt nhân.

Lời giải cho bài toán năng lượng

Các nước OECD (Tổ chức Phát triển và hợp tác kinh tế) dự kiến tăng nguồn điện hạt nhân lên 22% trước năm 2050 (OECD hiện chiếm hơn 80% năng lượng điện hạt nhân thế giới). Mỹ hiện có 104 lò phản ứng điện hạt nhân đang hoạt động và Nhật có 54 lò vào thời điểm trước khi xảy ra sự cố Fukushima (CNN, 26-3-2011). Tỉ lệ sử dụng điện hạt nhân tại Mỹ là 20% và Nhật là 27%. Nơi có nhiều dự án điện hạt nhân nhất hiện là châu Á với 2/3 số dự án.

Với những người ủng hộ, việc hạn chế sự nóng lên của Trái đất nhờ sử dụng nguồn điện hạt nhân chứ không phải bằng các loại nhiên liệu hóa thạch đang là lý do hùng hồn để biện giải vấn đề. Theo The Economist (24-3-2011), năm 2009 các nhà máy điện thế giới đã thải ra khoảng 9 tỉ tấn CO₂ trong số 50 tỉ tấn nếu tính cả các nguồn khác. Nếu không dùng điện hạt nhân, khí thải từ hệ thống cung cấp điện thuần túy sẽ lên đến 11 tỉ tấn CO₂.

Năm 2010, Chương trình phát triển môi trường Liên Hiệp Quốc đánh giá thế giới cần hạn chế mức độ gây nóng toàn cầu ở mức dưới 2°C, và mức độ thải CO₂ cần được giảm còn 44 tỉ tấn trước năm 2020 (trong khi đó, với mức độ cung ứng điện hiện nay, khí thải sẽ tăng từ 54-60 tỉ tấn). Ngân hàng Société Générale (Pháp) cho rằng nếu các nước giàu ngưng xây nhà máy điện hạt nhân và cho phép đóng cửa các nhà máy đến tuổi “nghỉ hưu”, 860 triệu tấn CO₂ sẽ được thải thêm vào môi trường toàn cầu mỗi năm, tính trung bình, từ năm 2010-2030.

Hầu hết nghiên cứu cho thấy một hệ thống cung cấp điện năng đáp ứng yêu cầu “phi CO₂” hoặc giảm thiểu CO₂ chỉ có thể đến từ nguồn năng lượng điện hạt nhân hoặc từ các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch được trang bị kỹ thuật “nhốt” CO₂ (carbon capture and storage - CCS). Tuy nhiên, CCS tỏ ra tốn kém, không có tính khả dụng xét về hiệu quả và cũng chẳng an toàn cho môi trường (khi “nhốt” khí dưới lòng đất). Hơn nữa, nguồn năng lượng mặt trời, gió hoặc sóng biển hiện vẫn chiếm tỉ lệ cực thấp bởi lệ thuộc hoàn toàn vào yếu tố không ổn định của thời tiết. Đó là vài lý do cho thấy tại sao không chỉ các nước đang phát triển mà cả nước giàu cũng nhắm đến điện hạt nhân.

Năm 2007, Quốc hội Mỹ đã chuẩn y hỗ trợ vốn cho công nghiệp điện hạt nhân (từ đó đến nay, 28 đơn xin lập nhà máy mới đã được đệ trình). Trong đề xuất ngân sách 2012 vào tháng 2-2011, Tổng thống Barack Obama cũng yêu cầu cấp 36 tỉ USD vốn cho các dự án xây mới nhà máy điện hạt nhân.

Tại Liên minh châu Âu (EU), trừ Đan Mạch, Áo, Hi Lạp, Ireland và Bồ Đào Nha là những nước phản đối mạnh mẽ điện hạt nhân, EU nói chung (đặc biệt là Pháp) vẫn ủng hộ điện hạt nhân. Tại Đức, vấn đề điện hạt nhân chưa thật sự nhất quán, theo quan điểm của từng trào nội các chính phủ. Nếu tất cả nhà máy điện hạt nhân Đức đóng cửa, theo Stefan Wächter thuộc Công ty nghiên cứu Point Carbon, mức độ khí thải CO₂ tại nước này sẽ tăng 435 triệu tấn từ nay đến năm 2020. Còn nữa, các nhà phân tích tại Ngân hàng Société Générale nhận định việc rút khỏi hoàn toàn điện hạt nhân của các nước OECD sẽ làm tăng nhu cầu về khí đốt lên hơn 400 triệu tấn/năm vào trước năm 2045.

Sự chọn lựa cuối cùng?

Trớ trêu sự đời ở chỗ chẳng ai không nhìn thấy yếu tố nguy hiểm của năng lượng hạt nhân. Đó là lý do tại sao GS Frank N. von Hippel, nhà vật lý hạt nhân thuộc ĐH Princeton (Mỹ), nói rằng điện hạt nhân nhất thiết nên được xem là sự chọn lựa cuối cùng. GS Hippel cho rằng Mỹ chi khoảng 2% GDP cho điện năng và do vậy nếu điều chỉnh lên 3% thì nước này có thể dùng năng lượng tái sinh thay vì điện hạt nhân.

Những người ủng hộ điện hạt nhân nói rằng điện hạt nhân rẻ hơn hầu hết các nguồn cung cấp khác, nhưng phân tích của J. L. Conca thuộc ĐH công New Mexico và J. Wright thuộc UFA Ventures Inc khẳng định chi phí sản xuất điện từ hydro, hạt nhân và gió tương đương nhau, ở mỗi kWh (tiết kiệm hơn than, khí thiên nhiên và năng lượng mặt trời).

Bất luận thế nào yếu tố an toàn vẫn là vấn đề lớn nhất khi bàn về điện hạt nhân. Vài ngày qua, nhiều bài báo đã viết rằng trình độ khoa học - kỹ thuật của Nhật hiện đại đến vậy mà vẫn không xử lý nổi sự cố Fukushima. Điều đó không sai, nhưng không đúng đối với trường hợp cụ thể đang xét. New York Times (26-3-2011) có một bài phân tích tại sao Nhật đã lúng túng, ít nhất cho đến thời điểm này, trong việc giải quyết hậu quả sự cố Fukushima.

Bài viết cho biết khi thiết kế Nhà máy điện hạt nhân Fukushima, bản vẽ kỹ thuật đã dựa vào các tài liệu cũ từ năm 1600 (ghi nhận các vụ động đất - sóng thần tại khu vực) để lập đề án thiết kế nhà máy. Tuy nhiên, nhóm thiết kế đã không tính kỹ đến sóng thần. Hai nghiên cứu độc lập của Eric Geist thuộc Cơ quan Khảo sát địa chất Hoa Kỳ và Costas Synolakis (GS kỹ thuật xây dựng thuộc ĐH Southern California) đều cho thấy một trận động đất 7,5 độ Richter cũng có thể tạo ra cơn sóng thần đủ mạnh để vượt qua hàng rào chắn chỉ cao vỏn vẹn gần 4m của Nhà máy Fukushima!

Chi tiết trên cho thấy sự tính toán cẩn trọng khi thiết kế nhà máy điện hạt nhân là tối quan trọng, đặc biệt với những lò phản ứng điện hạt nhân đặt gần bờ biển, và chính lỗ hổng trong khoa học thiết kế đã khiến Nhật lãnh chịu hậu quả.

Không chỉ xét đến khả năng lường trước sự tác động của thiên nhiên, một nhà máy điện hạt nhân an toàn còn phải tính đến yếu tố kỹ thuật, với độ chính xác tuyệt đối đến mức không có chỗ cho một sơ sót nào, đặc biệt đối với kịch bản xử lý khi chẳng may có sự cố.

Một trong những khó khăn nhất đối với sự cố Fukushima là làm lạnh lò phản ứng nhằm làm ngưng phản ứng hạt nhân (bởi hệ thống làm lạnh bị hỏng do sóng thần). Người ta phải dùng đến phương pháp cực kỳ thủ công là giội nước xuống từ trực thăng với hỗ trợ của vòi rồng cứu hỏa. Chi tiết này một lần nữa cho thấy kỹ thuật thiết kế lò phản ứng hạt nhân của Fukushima là quá lạc hậu.

Hiện tại, lò phản ứng thế hệ mới, AP1000 của Westinghouse Electric Co (Mỹ) hoặc EPR (European Pressurized Reactor) của Tập đoàn điện hạt nhân Areva (Pháp) đều đã cải tiến hệ thống làm lạnh khẩn cấp để tăng độ an toàn. Westinghouse nói rằng lò AP1000 của họ an toàn gấp 100 lần so với các lò phản ứng hiện tại (BusinessWeek, 28-3-2011).

Một cách đơn giản hóa để dễ hình dung: AP1000 có một bồn nước khổng lồ bên trên lò phản ứng và khi hệ thống làm lạnh bị hỏng, van bồn sẽ mở để xả nước xuống lò. Đây không phải là kỹ thuật còn nằm trên bản vẽ. Westinghouse (với đa số cổ phần thuộc Tập đoàn Toshiba) đang hoàn thành phân nửa giai đoạn cho một nhà máy điện hạt nhân tại Tam Môn (Chiết Giang, Trung Quốc) với kế hoạch khánh thành năm 2013. Tại Vogtle (bang Georgia, Mỹ), người ta cũng đang chuẩn bị xây nhà máy điện hạt nhân với hai lò AP1000...

Với hầu hết chuyên gia nghiên cứu năng lượng hạt nhân, chẳng lò phản ứng điện hạt nhân nào là an toàn tuyệt đối. Cựu GS ĐH Yale, Charles Perrow, người từng viết về thảm họa Nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island (1979) tại Mỹ, nói: “Câu trả lời ngắn nhất của tôi là chúng ta không nên xây thêm nhà máy điện hạt nhân nào nữa. Chẳng cách gì trên đời có thể làm bất kỳ hệ thống nào thoát hẳn khỏi khả năng gây thảm họa”.

Tuy nhiên, cũng chẳng cách gì trên đời để thế giới không dùng năng lượng. Đó mới là điểm thắt cuối cùng (không thể mở!) của bi kịch “ăn - ngủ - xài” đối với con người thời hiện đại.