Ngày 5/5, công ty công bố một phiên bản thu nhỏ của lò phản ứng hạt nhân AP1000. Lò phản ứng mới, được gọi là AP300, dự kiến ​​sẽ ra mắt vào năm 2027 và cung cấp khoảng 1/3 công suất của lò phản ứng hạt nhân AP1000.

 Westinghouse công bố AP300, một lò phản ứng kiểu mô-đun nhỏ dành cho nhà máy điện hạt nhân cỡ trung bình. Ảnh CNBC.

Động thái của Westinghouse là một bước ngoặt đáng chú ý trong nỗ lực của ngành công nghiệp hạt nhân Mỹ nhằm phục hồi và hiện đại hóa công nghệ điện hạt nhân như một phương thức hiệu quả giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Điện được sản xuất từ lò phản ứng phân hạch hạt nhân không tạo ra khí thải nhà kính và có độ ổn định cao, không phụ thuộc vào thời gian, thời tiết và khí hậu.

Theo David Durham, chủ tịch hệ thống năng lượng tại Westinghouse, AP300 sẽ sản xuất khoảng 300 megawatt điện năng, cung cấp năng lượng cho khoảng 300.000 ngôi nhà, so với 1.200 megawatt của AP1000.

Những lò phản ứng hạt nhân nhỏ hơn sẽ mất ít chi phí ngân sách hơn để xây dựng, đó là ưu thế kinh doanh lớn. AP300 được ước tính có giá khoảng 1 tỷ USD mỗi lò phản ứng, ông Durham trong cuộc phỏng vấn với CNBC cho biết, trích dẫn một nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), ước tính sẽ tốn khoảng 6,8 tỷ USD để phát triển một lò phản ứng hạt nhân AP1000.

Nhà máy điện Vogtle ở Georgia đang bổ sung thêm hai lò phản ứng hạt nhân AP1000, dự án đang bị chỉ trích rất nhiều vì vượt quá ngân sách dự toán và tiến độ. Nhưng Durham cho biết, theo những ước tính chi phí được công khai, tổng chi phí đã lên tới 30 tỷ USD, bao gồm cả tiền lãi vay để thực hiện dự án. Do đó theo ông Durham, các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ và ít tốn kém hơn nên phương thức khai thác sử dụng cũng linh hoạt hơn.

“Không giống như các nhà máy điện hạt nhân thế hệ trước, do các công ty sản xuất năng lượng tích hợp lớn khai thác sử dụng, những các lò phản ứng tiên tiến thế hệ tiếp theo nhỏ hơn, từ lò phản ứng siêu nhỏ 1/2 megawatt đến 300 megawatt, có nghĩa là sẽ có một số lượng lớn hơn các công ty sản xuất điện có thể đưa vào khai thác sử dụng những công nghệ này,” Jeffrey S. Merrifield, luật sư về năng lượng hạt nhân và là cựu ủy viên của Ủy ban Điều tiết Hạt nhân Mỹ trong cuộc nói chuyện với CNBC cho biết.  

Merrifield nói với CNBC: các lò phản ứng hạt nhân nhỏ cũng đang được các nhà sản xuất công nghiệp coi là nguồn nhiệt không carbon. Ông giải thích“Một khía cạnh của nhiều công nghệ lò phản ứng hạt nhân tiên tiến, bao gồm lò phản ứng nhanh bằng khí nhiệt độ cao, muối nóng chảy và natri là những lò phản ứng có thể tạo ra nhiệt cấp công nghiệp cho những mục đích phi năng lượng hoặc các ứng dụng nhiệt và điện kết hợp cho những ngành công nghiệp nặng như sản xuất thép,  sản xuất hóa chất, sản xuất xi măng, xay xát, khai thác mỏ cùng rất nhiều lĩnh vực khác.

Việc kết nối các lò phản ứng nhỏ với lưới điện cũng dễ dàng hơn. Ở Mỹ, những đường dây truyền tải hầu như không được khai thác. Có thể mất nhiều năm để kết nối các nguồn điện mới vì thường yêu cầu phải nâng cấp công suất truyền tải. Nhưng một lò phản ứng hạt nhân nhỏ AP300 tạo ra sản lượng điện gần bằng lượng điện của một nhà máy điện than điển hình sản xuất, vì vậy việc thay thế một nhà máy điện than bằng một lò phản ứng hạt nhân nhỏ sẽ đơn giản hơn.

Để AP300 có sẵn cho khách hàng vào cuối năm 2027 tại Mỹ, Ủy ban Điều tiết Hạt nhân (NRC) phải đưa ra sự chấp thuận, nhưng Durham cho biết ông tin tưởng cơ quan quản lý nhà nước sẽ cấp phép cho loại lò này. Ông nói với CNBC: “Chúng tôi hoàn toàn tin tưởng, bởi vì NRC đã cấp phép cho mọi tính năng kỹ thuật của công nghệ này.” Lò phản ứng AP300 có tất cả những tính năng kỹ thuật và tính năng an toàn tương tự như AP1000. Hệ thống làm mát thụ động đặc biệt quan trọng được áp dụng trong cả hai mô hình.

Nước giữ cho các thanh nhiên liệu được làm mát và không bị quá nóng. Khi một lò phản ứng hạt nhân ngừng hoạt động, những thanh nhiên liệu vẫn cần được giữ mát, kỹ thuật này đòi hỏi phải có nguồn điện dự phòng. Ông Durham nói: “Nếu không có nguồn điện dự phòng, hoặc nguồn nước dự phòng, có thể sẽ gặp phải tình huống nhiên liệu quá nóng, tương tự như đã xảy ra ở Fukushima. Các hệ thống an toàn thụ động tự giữ cho nhiên liệu nguội hoàn toàn mà không cần tác động của con người, không cần nguồn điện dự phòng, không cần nguồn nước dự phòng, do mọi điều kiện kỹ thuật cần để giữ cho nhiên liệu nguội đều ở bên trong lò phản ứng.”

Trong một hệ thống làm mát thụ động, một khối lượng nước lớn nằm phía trên lò phản ứng. Nếu lò phản ứng cần ngừng hoạt động, nước sẽ được giải phóng và rơi xuống các thanh nhiên liệu. Durham cho biết khi nước nóng lên sẽ tạo ra hơi nước bốc lên, ngưng tụ lại và sau đó tiếp tục tuần hoàn trong khoảng ba ngày. Sau ba ngày, nếu lò phản ứng vẫn không hoạt động, cần phải bổ sung thêm nước vào bể chứa trên đỉnh lò phản ứng.

Ông nhấn mạnh: “Đây là một công nghệ thay đổi hoàn toàn kỹ thuật của lò phản ứng hạt nhân. Nếu AP1000 hoạt động tại Fukushima, thì hoàn toàn không xảy ra thảm họa.”

Nhu cầu cao về lò phản ứng hạt nhân lớn ở nước ngoài

Hiện nay, các lò phản ứng hạt nhân nhỏ là một lĩnh vực mới được ngành công nghiệp sản xuất điện năng và công nghiệp nặng đặc quan tâm, đồng thời nhu cầu đối với các lò phản ứng lớn ngoài nước Mỹ vẫn rất lớn

Ông Durham nói: “Hầu hết các quốc gia trên thế giới, những công ty cung cấp điện đều thuộc sở hữu nhà nước. Nếu quốc gia cam kết khử carbon, thì các công ty cung cấp điện là phương tiện chủ yếu để thực hiện quá trình khử carbon đó.”

Ở hầu hết lãnh thổ Mỹ, năng lượng có chi phí thấp nhất sẽ thắng và năng lượng hạt nhân thường không phải là rẻ nhất.

Tại Mỹ hiện có 2 lò phản ứng AP1000 ở tại nhà máy điện Vogtle, một lò sẽ hoạt động vào cuối năm 2023, lò thứ hai vào đầu năm 2024. Nhưng ở Trung Quốc có 4 lò AP1000 đang hoạt động và 6 lò khác đang được xây dựng.

Westinghouse có thỏa thuận chế tạo 9 lò phản ứng AP1000 ở Ukraine, đã được chọn để chế tạo 3 lò phản ứng AP1000 ở Ba Lan và đang chạy đua trong cuộc đấu thầu cung cấp 11 chiếc AP1000 khác trên khắp châu Âu, ông Durham nói với CNBC.

Theo Merrifield, một số quốc gia khác ở Châu Phi và Châu Á, bao gồm Ai Cập, Indonesia, Nigeria, Philippines, Ả rập Xê út và Các Tiểu vương quốc Ả rập Thống nhất cũng có sự quan tâm đến các lò phản ứng hạt nhân lớn.

Những lò phản ứng lớn, khi xây dựng rất tốn kém so với các nhà máy nhiệt điện, nhưng sản xuất điện với giá rẻ hơn.

Durham nói: “ Các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) rất có giá trị, đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Nhưng giá thành điện sẽ đắt hơn một chút so với các lò phản ứng lớn hơn. Vì vậy, nếu một quốc gia tìm kiếm nguồn phát điện công suất lớn phi carbon, chính phủ thường sẽ xem xét các tổ máy lò phản ứng hạt nhân lớn.”