Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Phát triển công nghệ lò hạt nhân cho mục tiêu phát điện và các ứng dụng phi điện khác trình bày tình hình phát triển điện hạt nhân trên thế giới; Phát triển công nghệ lò hạt nhân; Ứng dụng phi điện của lò hạt nhân.
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ LỊ HẠT NHÂN CHO MỤC TIÊU PHÁT ĐIỆN VÀ CÁC ỨNG DỤNG PHI ĐIỆN KHÁC Vương Hữu Tấn Hội Năng lượng nguyên tử Việt Nam Đảng Nhà nước ta đã định tạm dừng xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận năm 2016 Việc phát triển điện hạt nhân cịn có ý kiến chưa đồng thuận nước Tuy nhiên, việc xem xét trạng phát triển điện hạt nhân giới để có suy nghĩ cho Việt Nam cần thiết thời điểm mà Chính phủ cam kết mục tiêu zero carbon vào năm 2050 Điện hạt nhân nói đến báo cáo điện hạt nhân dựa công nghệ lò phản ứng phân hạch, điện hạt nhân dựa cơng nghệ lị phản ứng nhiệt hạch q trình thử nghiệm khơng nói đến TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN ĐIỆN HẠT MW) NHÂN TRÊN THẾ GIỚI - Một số nhà máy điện hạt nhân Mỹ - Kịch thấp: Đến năm 2050 điện hạt nhân cấp phép kéo dài thời gian hoạt động từ 60 năm giảm 7% so với mức năm 2019, tức lên 80 năm Một số nhà máy hết hạn sử dụng 363 GW(e), đóng góp 6% tổng sản lượng điện vận hành khơng hiệu bị cho dừng hoạt tồn cầu động với tổng công suất 5.200 MWe - Kịch cao: Đến năm 2050 điện hạt nhân tăng 82% so với mức năm 2019, tức đạt 715 GW (e), đóng góp 11% tổng sản lượng điện toàn cầu - Kinh nghiệm vận hành nhà máy điện hạt nhân tồn giới 18.772 lị năm với tổng cơng suất 479.900 MW có 634 lò phản ứng 35 quốc gia - Điện hạt nhân đóng góp 1/3 sản lượng điện tạo công nghệ Carbon thấp - Về xu hướng phát triển điện hạt nhân giới: Tổng công suất xây lắp điện hạt nhân tăng đặn từ năm 2011 đến 6% Vì mục tiêu giảm phát thải dioxit carbon mục tiêu zero carbon, số nhà máy điện hạt nhân phép kéo dài thời gian hoạt động xây thêm nhà máy điện hạt nhân xu khó tránh phạm vi tồn cầu - Điện hạt nhân giúp giảm phát thải Dioxit Carbon hàng năm tỷ tấn, tương đương với việc không cho lưu hành 400 triệu xe ô tô hàng năm - Trong năm 2020 có 5.500 MWe điện hạt nhân hòa lưới điện Belarus, Trung Quốc, Nga UAE - Nhà máy điện hạt nhân giới mang tên Viện sỹ Lomonosov thuộc loại công nghệ điện hạt nhân công suất nhỏ trung bình (SMR) tiên tiến bắt đầu vận hành thương mại năm 2020 Nga (loại tổ máy 35 26 Số 71 - Tháng 6/2022 - Châu Á cho thấy khu vực có phát triển mạnh điện hạt nhân Từ năm 2005 đến có thêm 64 lị phản ứng xây dựng với tổng công suất 58.500 MWe - Có 27 nước định xem xét THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN xây dựng sách phát triển điện hạt nhân Trong số có 10-12 nước dự kiến có điện hạt nhân vào năm 2035 với tổng công suất 26.000 MWe PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ LỊ HẠT NHÂN 2.1 Cơng nghệ lò làm mát nước cải tiến - Đây cơng nghệ có nhiều kinh nghiệm vận hành giới, tiếp tục có cải tiến nâng cao hiệu sử dụng nhiên liệu, lò làm mát nước siêu tới hạn (SCWRs), lò nước nhẹ có đặc trưng kỹ thuật cao (HPLWR), lị nước cải tiến với tham số siêu tới hạn chất làm mát nước Saudi với công suất 110 MWe, NUWARD Pháp với công suất 170 MWe với hệ thống an toàn tiên tiến sẵn sàng thay nhà máy điện than hết hạn sử dụng, UKSMR Anh Quốc vịng với cơng suất 450 MWe, RITM Nga với công suất 50 MWe phát triển từ lò phản ứng dùng tàu phá băng, Canada phát triển 12 loại thiết kế SMR sẵn sàng thay cho nhà máy điện chạy dầu nhiên liệu hóa thạch - Một xu hướng khác lò SMR phát triển lò siêu nhỏ (Microreactors) Các nước quan tâm phát triển theo hướng có Canada, Czech, Nhật Bản, Anh Quốc Hoa Kỳ Loại lò sử dụng để phát điện cung cấp nhiệt cho vùng hẻo lánh hay đảo nhỏ thay cho việc dùng máy phát điện diezel Một số công nghệ - Xu cải tiến lò làm mát nước tăng loại nghiên cứu phát triển gồm lị cơng suất tổ máy 1,5 MWe cơng ty Oklo (Hoa Kỳ), lị MMR thực từ mức 1000 MWe lên 1700 MWe MWe USNC (Canada), U-Batery UREsẽ tăng tiếp công suất lị làm mát NCO cơng suất 10 MW(th) nước cải tiến mang tính cách mạng Loại lị giai đoạn thiết kế Đa số nước - Một xu hướng khác phát triển lò nhỏ bắt đầu xây dựng nhà máy điện hạt nhân có modul (MSR) Ngồi ra, cịn có nhiều loại thiết kế lưới điện quốc gia phát triển có địa điểm phù khác lị modul áp dụng với lị nơtron nhiệt hợp chọn loại lò làm mát nước cải lò nơtron nhanh, lị cơng suất nhỏ trung tiến Việt Nam tái khởi động dự án điện hạt bình lị cơng suất lớn nhân Ninh Thuận chọn công nghệ - Một số nước quan tâm phát triển loại lò phản cho tổ máy ứng theo mẫu lò phản ứng sử dụng tàu biển trước Điển hình phải kể đến 2.2 Lị nhỏ trung bình lị mơ đun lị Nga với thiết kế SELF cho tàu ngầm, ACPR50S siêu nhỏ Trung Quốc nhằm mục tiêu cung cấp điện - Đây xu hướng phát triển công nghệ cho nhà dàn thăm dị khai thác dầu khí lị phản ứng tương lai tổng mức đầu tư khơi, BANDI 60 Hàn Quốc để chế tạo thấp, đơn giản thiết kế, rút ngắn thời gian nhà máy điện hạt nhân xây dựng, thích ứng với nhu cầu điện không cao nâng cao vấn đề bảo đảm an tồn Có 16 nước tham gia vào chương trình phát triển cơng nghệ thiết kế lị cơng suất nhỏ trung bình (SMR) Hiện có khoảng 70 kiểu thiết kế lị SMR HTM-PM công suất 210 MWe Trung Quốc, CAREM công suất 30 MWe Argentina, ACP-100 Trung Quốc đa mục tiêu không cung cấp điện, Nucscale 50 MWe Hoa Kỳ sử dụng đối lưu tự nhiên an toàn thụ động, SMART Hàn Quốc hợp tác với Ả Rập 2.3 Cơng nghệ lị nơtron nhanh - Đang vận hành phát điện giới có BN600 (từ năm 1980) BN-800 (từ năm 2016) Nga; lò nhanh thực nghiệm 20 MWe Trung Quốc vận hành từ 2010 - Một số thiết kế phát triển có BN-1200 Nga, xin cấp phép cho thiết kế lị nhanh làm mát chì BREST-OD-300 lị nhanh làm mát chì bismith SMR SVBR-100; CFR600 Trung Quốc; Lò nhanh làm mát Số 71 - Tháng 6/2022 27 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN Natri Ấn Độ; lò nhanh cải tiến với tên gọi ASTRID Pháp; Chương trình NEXIP Nhật Bản phát triển cơng nghệ lị nhanh cho kỷ 21; lị chì cải tiến Thụy Điển SEALER 50 MWe; lị nhanh làm mát heli GE Framatome công suất 50 MWe; lò nhanh làm mát heli Châu Âu ALLEGRO; Hệ lượng muối nóng chảy Terapower Hitachi với công suất 500 MWe SUY NGHĨ CHO VIỆT NAM 2.4 Ứng dụng phi điện lò hạt nhân - Những tổ máy chắn sử dụng cơng nghệ lị nước nhẹ cải tiến cỡ công suất từ 1000 MWe trở lên Vì cần phải có chun gia tìm hiểu cơng nghệ cho tổ máy chủ trương tái khởi động lại dự án điện hạt nhân Ninh Thuận phê duyệt Đồng thời quan tâm đến cơng nghệ lị phản ứng nhỏ trung bình (SMR) để sử dụng sau thay cho nhà máy nhiệt điện than hết hạn sử dụng với mức công suất thích hợp trước năm 2050 - Các ứng dụng phi điện nhà máy điện hạt nhân bao gồm cung cấp nhiệt cho sửa ấm q trình cơng nghiệp (luyện thép, hóa dầu sản xuất nhiên liệu tổng hợp) cung cấp nước cách hóa nước biển Có 64 lị phản ứng dùng cho mục tiêu phi điện với tổng công suất 3.396,4 GWe 56 lị phản ứng dùng cho mục tiêu cấp nhiệt lò phản ứng dùng cho mục tiêu hóa nước biển - Sản xuất hydro ứng dụng nhiệt quan trọng nhà máy điện hạt nhân Ở Hoa Kỳ, nhà máy điện hạt nhân sử dụng cho dự án sản xuất thử hydro năm 2020 2021 Ở Anh Quốc, công ty EDF tiên phong dự án sản xuất hydro carbon thấp từ nhà máy điện hạt nhân Trung Quốc thử nghiệm nhà máy sản xuất hydro công suất 20 kW sử dụng công nghệ điện phân dùng nhiệt độ cao Canada phát triển cơng nghệ nhiệt hóa lai tạo clorin đồng để sản xuất hydro hạt nhân Nhật Bản sản xuất 30 lít hydro/giờ sử dụng nhiệt độ cao 900oC từ nhà máy điện hạt nhân - Việt Nam theo Thủ tướng ta phát biểu COP 26 hướng đến mục tiêu zero carbon vào năm 2050 khơng thể khơng sử dụng điện hạt nhân Đây điều dễ hiểu tất các cường quốc giới đặc biệt nước Hội đồng Bảo an Liên Hợp Quốc sử dụng điện hạt nhân tiếp tục phát triển điện hạt nhân - Là quốc gia biển đảo, cần quan tâm đến công nghệ nhà máy điện hạt nhân phục vụ cho chiến lược phát triển kinh tế biển bảo đảm chủ quyền an ninh biển đảo - Vấn đề cần phải có chiến lược kế hoạch cụ thể quốc gia để thực mục tiêu nêu - Từ kinh nghiệm việc xây dựng Chiến lược ứng dụng lượng nguyên tử mục đích hịa bình đến năm 2020 trước đây, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam cần sớm tổ chức nghiên cứu xây dựng dự thảo Chiến lược năm 2050 - Trong lĩnh vực cung cấp nhiệt để sưởi ấm để trình cấp có thẩm quyền phê duyệt làm nước từ nhà máy điện hạt nhân Nga sở cho việc chuẩn bị tiềm lực quốc gia để thực nước tiên phong với việc sử dụng nhà máy điện mục tiêu nêu phát triển điện hạt hạt nhân Bilibino Gần Nga hạ thủy nhà nhân nước ta máy điện hạt nhân để sẵn sàng thay cho nhà máy điện hạt nhân Bilibino hết hạn sử dụng Các nước khác Trung Quốc Hàn Quốc quốc gia có kế hoạch phát triển nhà máy điện hạt nhân phục vụ phát điện, cấp nhiệt nước cho đảo nhỏ dàn khoan thăm dị khai thác dầu khí ngồi khơi 28 Số 71 - Tháng 6/2022 ... KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN xây dựng sách phát triển điện hạt nhân Trong số có 10-12 nước dự kiến có điện hạt nhân vào năm 2035 với tổng công suất 26.000 MWe PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ LỊ HẠT NHÂN 2.1... phản ứng dùng cho mục tiêu cấp nhiệt lò phản ứng dùng cho mục tiêu hóa nước biển - Sản xuất hydro ứng dụng nhiệt quan trọng nhà máy điện hạt nhân Ở Hoa Kỳ, nhà máy điện hạt nhân sử dụng cho dự... máy điện hạt nhân để sẵn sàng thay cho nhà máy điện hạt nhân Bilibino hết hạn sử dụng Các nước khác Trung Quốc Hàn Quốc quốc gia có kế hoạch phát triển nhà máy điện hạt nhân phục vụ phát điện,