Bài viết này trình bày tổng quan tình hình phát triển SMR trên thế giới, các đặc điểm thiết kế chính và cân nhắc đối với chu trình nhiên liệu của các thiết kế SMR, và khả năng ứng dụng cùng các lợi ích tiềm năng của các SMR trong tương lai. Mời các bạn tham khảo!
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN LỊ PHẢN ỨNG MƠ-ĐUN NHỎ TRÊN THẾ GIỚI Phạm Như Việt Hà, Bùi Hà Dũng, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Trần Việt Phú Viện Khoa học Kỹ thuật hạt nhân Hiện giới có quan tâm mạnh mẽ đến lò phản ứng nhỏ đơn giản để tạo điện nhiệt từ lượng hạt nhân Mối quan tâm lò phản ứng điện hạt nhân cỡ nhỏ thúc đẩy mong muốn giảm tác động chi phí vốn cung cấp điện khơng dùng hệ thống lưới điện lớn Lò phản ứng mơ-đun nhỏ (SMR) định nghĩa lị phản ứng hạt nhân với công suất điện từ 300 MWe trở xuống, thiết kế chế tạo dựa công nghệ mơ-đun nhà máy, theo đuổi mơ hình kinh tế sản xuất hàng loạt thời gian xây dựng ngắn Các công nghệ liên quan đến SMR nhiều đa dạng với 70 thiết kế tính thời điểm Bài viết trình bày tổng quan tình hình phát triển SMR giới, đặc điểm thiết kế cân nhắc chu trình nhiên liệu thiết kế SMR, khả ứng dụng lợi ích tiềm SMR tương lai TỔNG QUAN TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN LỊ PHẢN ỨNG MƠ-ĐUN NHỎ Khi sản xuất điện hạt nhân hình thành từ năm 1950, quy mơ tổ máy lị phản ứng tăng từ 60 MWe lên đến 1600 MWe Đồng thời, có hàng trăm lị phản ứng công suất nhỏ xây dựng để sử dụng cho hải quân (công suất nhiệt lên đến 190 MW) làm nguồn nơtron, mang lại kinh nghiệm chuyên nghiệp to lớn việc chế tạo lò phản ứng sinh điện cỡ nhỏ [1] Theo phân loại Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA – International Atomic Energy Agency), lị phản ứng mơ-đun nhỏ (SMR) định nghĩa lò phản ứng hạt nhân với công suất điện từ 300 MWe trở xuống Đây lò phản ứng thuộc hệ hơn, có thành phần hệ thống chế tạo nhà máy sau vận chuyển dạng mô-đun đến địa điểm để lắp đặt có nhu cầu [2] Hầu hết thiết kế SMR áp dụng tính an tồn tiên tiến chí tính an tồn vốn có triển khai nhà máy đơn nhiều mô-đun Thuật ngữ SMR không đề cập đến hệ lò phản ứng tập hợp loại cơng nghệ (có công nghệ SMR thuộc Thế hệ thứ III Thế hệ thứ IV), mà áp dụng cho công suất danh định thiết kế lò phản ứng định cách thức mà xây dựng Ngày có nhiều quan tâm đến SMR khả ứng dụng chúng Trong Hội nghị quốc tế biến đổi khí hậu vai trị điện hạt nhân tổ chức vào tháng năm 2019, cho thấy SMR nhiều quốc gia thành viên coi lựa chọn hạt nhân khả thi tiềm để góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu SMR phát triển cho tất loại lị phản ứng chính: lị phản ứng làm mát nước nhẹ (LWR – Light Water Reactor), lị phản ứng làm mát khí nhiệt độ cao (HTGR – High Temperature Gas-Cooled Reactor), lò phản ứng làm mát kim loại lỏng, natri khí với phổ nơtron nhanh (FNR – Fast Neutron Reactor), lò Số 68 - Tháng 9/2021 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN phản ứng muối nóng chảy (MSR – Molten Salt Reactor) lò phản ứng siêu nhỏ (Micro Reactor) Loại lị LWR có rủi ro cơng nghệ thấp nhất; loại lị FNR nhỏ hơn, đơn giản hoạt động lâu trước phải tiếp nhiên liệu Động lực phát triển SMR đáp ứng nhu cầu phát điện linh hoạt cho nhiều người dùng ứng dụng hơn, bao gồm thay nhà máy điện hóa thạch cũ, cung cấp chế độ đồng phát cho nước phát triển có lưới điện nhỏ, khu vực xa lưới điện, cho phép hệ thống lượng hạt nhân lượng tái tạo kết hợp với [1, 2] Nhiều SMR dự tính cho thị trường điện lượng thích hợp, nơi lị phản ứng lớn khơng khả thi Thơng qua cơng nghệ mơ-đun hóa, SMR hướng tới tính kinh tế sản xuất hàng loạt với thời gian xây dựng ngắn Các SMR triển khai thời gian gần có hiệu suất an toàn tương đương tốt so với thiết kế lị phản ứng tiến hóa hành thương mại vào tháng năm 2020 Hiện giới có bảy mươi (70) thiết kế SMR phát triển cho nhiều ứng dụng khác nhau, tăng 40% so với năm 2018 [2] cacbon thấp Các SMR giúp giảm thiểu đáng kể rủi ro tài liên quan đến nhà máy điện hạt nhân quy mơ lớn, từ cho phép chúng cạnh tranh hiệu với nguồn lượng khác [1] Một cột mốc quan trọng đạt việc triển khai công nghệ SMR: Nhà máy điện hạt nhân Akademik Lomonosov Liên bang Nga với hai mơ-đun lị phản ứng KLT40S kết nối với lưới điện bắt đầu vận • Loại LWR-SMR đa mơ-đun - sử dụng cơng nghệ LWR vận hành để thay cho công suất tải cỡ trung bình khn khổ phát điện phân tán, tùy thuộc vào công suất phát Cấu trúc viết trình bày sau Mục giới thiệu tổng quan tình hình phát triển SMR giới Mục trình bày đặc điểm thiết kế cân nhắc chu trình nhiên liệu thiết kế SMR dựa công nghệ LWR, hệ thứ IV lò phản ứng siêu nhỏ Mục thảo luận khả ứng dụng lợi ích tiềm SMR Cuối cùng, phần kết luận trình bày Mục CÁC ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ CHÍNH VÀ CHU TRÌNH NHIÊN LIỆU 2.1 Các đặc điểm thiết kế Các thiết kế SMR phát triển sử dụng nhiều loại chất làm mát dạng nhiên liệu với mức độ sẵn sàng công nghệ (TRL - Technology Việc phát triển SMR tiến hành Readiness Level) mức độ sẵn sàng cấp phép nước phương Tây với nhiều vốn đầu tư tư nhân, (LRL - Licensing Readiness Level) khác bao gồm công ty nhỏ Sự tham gia Hầu hết khái niệm SMR chia nhà đầu tư cho thấy thay nhóm thành năm loại lớn sau [3]: đổi sâu sắc chuyển dịch từ nghiên cứu phát triển (R&D) hạt nhân phủ lãnh đạo • Loại LWR-SMR lị phản ứng - sử dụng cơng tài trợ sang khu vực tư nhân người nghệ nhiên liệu LWR kiểm chứng tốt có mục tiêu kinh doanh mạnh mẽ, thường gắn để cung cấp lị phản ứng độc lập thay với mục đích xã hội Mục đích thường triển tổ máy nhiên liệu hóa thạch nhỏ khai lượng giá phải chăng, phát thải triển khai dạng phát điện phân tán Số 68 - Tháng 9/2021 • Loại SMR di động/có thể vận chuyển - áp dụng cơng nghệ LWR nhằm mục đích dễ dàng di chuyển từ vị trí đến vị trí khác; ví dụ: lị phản ứng KLT-40S nhà máy điện hạt THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN nhân Akademic Lomonosov, Liên bang Nga Những công nghệ biến thể nhỏ tiến hóa lò phản ứng hệ thứ II hệ (Hình 1) thứ III/III+ hoạt động tồn giới, • SMR hệ thứ IV - áp dụng công nghệ hưởng lợi từ nhiều thập kỷ kinh nghiệm vận tiên tiến, LWR bao gồm nhiều hành quản lý pháp quy khái niệm Diễn đàn Quốc tế Thế hệ thứ IV (GIF - Generation IV International Forum) nghiên cứu nhiều năm qua • SMR siêu nhỏ (MMR – Micro Modular Reactor) - thiết kế có cơng suất 10 MWe, thường có khả hoạt động bán tự trị với khả vận chuyển cải thiện so với SMR lớn MMR thường không dựa LWR áp dụng nhiều phương pháp tiếp cận công nghệ khác nhau, bao gồm hệ thứ IV MMR chủ yếu dành cho vận hành ngồi lưới điện Hình Các lị phản ứng siêu nhỏ vận địa điểm xa xôi, nơi chúng dự kiến chuyển [4, 5], cung cấp lượng cho cạnh tranh với nguồn điện phổ biến (Hình 2) cộng đồng vùng sâu vùng xa, hỗ trợ lưới điện siêu nhỏ độc lập khôi phục điện cho khu vực bị thiên tai với khả vận chuyển, lắp đặt khởi động vài ngày Hình Nhà máy điện hạt nhân Academik Lomonosov với hai mơ-đun lị phản ứng KLT-40S kết nối với lưới điện bắt đầu vận hành thương mại vào tháng năm 2020 Công nghệ hệ thứ IV sử dụng chất làm mát (kim loại lỏng, muối nóng chảy khí) cấu hình hệ thống khác so với LWR Mặc dù thiết kế dựa hệ thứ IV khơng có cấp độ kinh nghiệm vận hành pháp quy thiết kế dựa LWR cần nghiên cứu bổ sung số lĩnh vực (như hiệu suất khả nhiên liệu vật liệu cấu trúc), thiết kế hưởng lợi từ lịch sử R&D sâu rộng mà dựa vào nhà phát triển quan pháp quy học hỏi Các thiết kế hệ thứ IV trưởng thành hệ thống làm mát kim loại lỏng khí với số lò phản ứng hoạt động xây dựng Các thiết kế sử dụng cho ứng dụng phi điện nhờ có nhiệt độ đầu cao chu trình nhiên liệu hạt nhân tiên tiến Các khái niệm SMR dựa LWR khái niệm hoàn thiện với TRL LRL cao nhất, chúng có khả sớm để triển khai thương mại Một số khái niệm xây dựng (như CAREM Argentina, ACPR50S Trung Quốc) vận hành thương mại (như KLT-40S Liên bang Nga) Các thiết kế khác đạt tiến độ cấp phép đáng kể xây dựng Mặc dù có mát hiệu suất nhiệt nguyên mẫu ban đầu vào năm 2030 Số 68 - Tháng 9/2021 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN Trọng lượng kích thước trực tiếp định mức độ dễ dàng cho phép thành phần khác sản xuất, vận chuyển, nâng lên lắp đặt Kích thước nhỏ thiết kế SMR cho phép áp dụng phương án mơ-đun • Thiết kế tích hợp: Vùng hoạt nhỏ cho phép hóa đầy tham vọng áp dụng kỹ sử dụng thiết kế tích hợp, kết hợp tất thuật sản xuất thành phần hệ thống cung cấp hạt nhân (NSSS) vào thùng lò Cấu hình này, • Tăng cường tính linh hoạt: SMR đạt với tổng lượng chất làm mát sơ cấp chứa bên chế độ theo tải tăng cường nhờ vào tính thùng sơ cấp lớn đáng kể so với cấu thiết kế vốn có, thơng qua việc tối hình vịng ngồi truyền thống, làm tăng đáng kể ưu hóa vận hành đa mơ-đun Tính linh hoạt nhiệt dung quán tính nhiệt hệ thống Do SMR bao gồm khả triển khai đó, cấu dẫn đến đặc tính an (như hạn chế địa điểm hơn) tính đa tồn vốn có tăng cường hệ thống đơn dạng sản phẩm đầu (sản xuất điện nhiệt kết hợp) giản, dễ vận hành bảo trì số thiết kế LWR-SMR, việc giảm kích thước cơng nghệ SMR so với lị phản ứng hạt nhân lớn truyền thống mang lại số tính ưu việt sau hầu hết thiết kế [3]: • An tồn vốn có: Công suất đầu thấp tỷ lệ bề mặt thể tích cao vùng hoạt nhỏ làm tăng hiệu hệ thống an toàn thụ động cho điều kiện hoạt động bình thường khơng bình thường Nhiều thiết kế dựa LWR có lượng nước dự trữ lớn để làm mát thụ động hệ thống lò phản ứng điều kiện khắc nghiệt Sự phụ thuộc nhiều vào hệ thống làm mát thụ động cho phép thiết kế đơn giản hơn, dễ dàng vận hành bảo trì 2.2 Các cân nhắc chu trình nhiên liệu Các SMR phát triển cần phải tích hợp với chu trình nhiên liệu hạt nhân, có nghĩa xây dựng sở hạ tầng có, số trường hợp, dựa khoản đầu tư chuyên dụng vào lực công nghiệp Phạm vi khái niệm SMR xem xét, mức độ hồn thiện cơng nghệ tổng thể chúng, dẫn đến việc cân nhắc số lựa chọn chu trình nhiên liệu Cho đến nay, nhà phát triển SMR phát triển cung • Lượng nhiên liệu vùng hoạt hơn: có cấp thông tin đầy đủ chiến lược họ lợi ích nhà máy ngồi nhà máy Tại nhà máy: lĩnh vực này, đặc biệt liên quan đến phần cuối phải che chắn liều lượng phơi nhiễm (back-end) chu trình nhiên liệu [2, 3] xạ cho người lao động giảm bớt Các chiến lược chu trình nhiên liệu cho LWRNgồi nhà máy: lượng nhiên liệu hay số SMR hạng nguồn nhỏ làm giảm xác suất xảy tai nạn mức độ phát tán phóng xạ tiềm năng, LWR-SMR kỳ vọng phát triển chu trình làm giảm u cầu vùng lập nhiên liệu phần đầu (front-end) tương thích với kế hoạch khẩn cấp (EPZ - Emergency Planning khả cơng nghiệp có, đặc biệt Zone) Những lợi ích có nghĩa số mức độ làm giàu (dưới 5%) loại nhiên liệu SMR đặt gần nơi cần cung cấp bó nhiên liệu Phạm vi cơng nghệ nhiên liệu độ sâu cháy nhiên liệu có nghĩa bước lượng tiếp cận đầu tiên, nhiên liệu từ LWR-SMR phải • Cải thiện mơ-đun hóa khả chế tạo: tương thích với giải pháp tái chế nhiên liệu Số 68 - Tháng 9/2021 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN quốc gia thiết lập chiến lược khép kín chu trình nhiên liệu họ Một ngoại lệ liên quan đến SMR biển phát triển Liên bang Nga, quốc gia xem xét mức độ làm giàu gần 20% Hầu hết nhà phát triển không loại trừ khả SMR sử dụng nhiên liệu oxit hỗn hợp (MOX – Mixed Oxide), thảo luận ưu tiên cho lị phản ứng [3] Ngồi ra, hiệu suất nhiệt thấp thiết kế LWRSMR có nghĩa yêu cầu lượng uranium đơn vị lượng sản xuất cao điều tác động trực tiếp đến chi phí chu trình nhiên liệu Hơn nữa, cần ý chu kỳ nạp tải nhiên liệu LWR-SMR dự kiến dài so với LWR có Các chiến lược chu trình nhiên liệu cho SMR hệ thứ IV lò phản ứng siêu nhỏ Trong hầu hết SMR hệ thứ IV lò phản ứng siêu nhỏ xem xét sử dụng nhiên liệu dựa uranium, việc phát triển sở chu trình nhiên liệu yêu cầu Một đặc điểm chung số khái niệm lò phản ứng chúng cung cấp chu kỳ nạp tải nhiên liệu dài nhiều Các lò phản ứng siêu nhỏ dạng ống nhiệt ví dụ chính, với lị phản ứng có thời gian nạp tải nhiên liệu lên đến 20 năm Các SMR hệ thứ IV hoạt động với nhiên liệu TRISO (tristructural-isotropic) với nhiên liệu muối nóng chảy sử dụng phương pháp nạp tải nhiên liệu trực tuyến Ngoài ra, số loại SMR thuộc kiểu lò phản ứng neutron nhanh hệ thứ IV xem xét sử dụng nhiên liệu dựa plutonium Một số thiết kế xem xét việc sử dụng nhiên liệu uranium độ giàu thấp HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium) Nhiên liệu HALEU có mức độ làm giàu từ đến 19,75% Các ứng dụng HALEU ngày giới hạn việc sản xuất lơ nhỏ cho lị phản ứng nghiên cứu sản xuất đồng vị phóng xạ y tế Nhiên liệu HALEU chế tạo cách làm giảm độ giàu từ kho dự trữ uranium làm giàu cao (HEU) Mỹ Nga Tuy nhiên, theo báo cáo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE), nguồn dự trữ HEU cạn kiệt hồn tồn vào năm 2030-2040 Do đó, khơng có phát triển khả sản xuất HALEU, phát triển cơng nghệ SMR tiên tiến bị hạn chế nghiêm trọng [3-5] Nguồn cung cấp nhiên liệu HALEU an tồn, an ninh tương lai địi hỏi phải nâng cấp sở hạ tầng chu trình nhiên liệu hạt nhân để tuân thủ giới hạn an toàn tới hạn tiềm ẩn, đặc biệt phát triển sở làm giàu, khử chuyển đổi chế tạo Hơn nữa, giải pháp đóng gói vận chuyển cần thiết, đặc biệt để vận chuyển số lượng lớn HALEU cần thiết cho việc triển khai toàn cầu SMR tiên tiến Việc thiết kế chứng nhận cơng-te-nơ vận tải q trình phức tạp tốn kém, đòi hỏi phải tuân thủ tiêu chuẩn Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế/Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ISO/ANSI) chấp thuận quan vận tải có thẩm quyền Ngồi ra, tác động nhiên liệu HALEU đến phần cuối (back-end) chu trình nhiên liệu cần đánh giá sâu Việc quản lý lâu dài nhiên liệu hạt nhân qua sử dụng chất thải phóng xạ hoạt độ cao nhiên liệu HALEU tạo yêu cầu cần phải điều chỉnh phương pháp tiếp cận tại, bao gồm nâng cấp sở tái chế thiết kế thùng chứa để lưu trữ tạm thời nhiên liệu qua sử dụng KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VÀ CÁC LỢI ÍCH TIỀM NĂNG Các SMR thích hợp cho sản xuất điện nhiều thiết kế đặc biệt thích hợp để sinh Số 68 - Tháng 9/2021 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN nhiệt, khử muối nước biển sản xuất hydro Các nghiên cứu điều biến theo tải chi tiết SMR để đồng phát hydro cho thấy điều khả thi Các nghiên cứu khác khảo sát kết hợp SMR với công nghệ khử muối khác Các SMR lò phản ứng siêu nhỏ thiết kế phù hợp cho ứng dụng cơng nghiệp lị phản ứng lớn Nếu thiết kế lò phản ứng này, cung cấp nhiệt lượng chất lượng cao, xây dựng cách kinh tế quy mô nhỏ, chúng khử cacbon cho số sở công nghiệp định Một nơi khác mà SMR tìm thấy vị trí thích hợp cộng đồng vùng sâu vùng xa lưới điện nhỏ mà khơng thích hợp để sử dụng nhà máy điện hạt nhân lớn Các SMR đủ nhỏ để vận chuyển tàu thủy, đường sắt chí xe tải đến địa điểm yêu cầu Công suất nhỏ, phạm vi ứng dụng việc bố trí địa điểm dễ dàng SMR giúp chúng nhanh chóng mở rộng hạm đội lị phản ứng tồn cầu tại, từ 500 lò phản ứng hoạt động, đến hàng nghìn lị phản ứng cần thiết để cung cấp lượng cacbon thấp cho loạt hoạt động người tồn giới Ngồi ra, cơng nghệ hạt nhân thiết kế SMR tiên tiến phải hoạt động lưới điện tương lai với mức lượng tái tạo cao Do đó, khái niệm đạt sức hút đáng kể năm gần hệ thống lượng lai tích hợp, lị phản ứng SMR lượng tái tạo kết hợp chặt chẽ với theo cách tối ưu hóa sản lượng chúng để phục vụ mục đích sản xuất điện ứng dụng khác [6] Kinh tế động lực chi phí hóa xây dựng nhiều lị phản ứng địa điểm cho phép nhà máy điện hạt nhân có đạt chi phí thấp Ở giai đoạn này, chi phí thực SMR lợi ích kinh tế chúng chưa kiểm chứng Tuy nhiên, SMR áp dụng cách tiếp cận khác lò phản ứng lớn nhằm cố gắng giảm chi phí tối đa hóa lợi ích kinh tế Các yếu tố quan trọng là: • Giảm chi phí vốn sử dụng cho lị phản ứng đơn lẻ Điều làm cho khoản đầu tư có khả mở rộng “có thể ngân hàng chiết khấu” hơn, có nghĩa dễ dàng để tìm nguồn tài cần thiết - bao gồm nguồn tài tư nhân • Mơ-đun hóa Q trình chuyển đổi thiết kế xây dựng chỗ nhà máy hạt nhân điển hình sang chế tạo mô-đun nhà máy để vận chuyển lắp đặt trường Chế tạo nhà máy rẻ xây dựng chỗ kiểm soát chất lượng dễ dàng hơn, lợi ích bị hạn chế sẵn có phương tiện vận chuyển giá rẻ Các SMR có lợi khác biệt so với lị phản ứng lớn có tỷ lệ phận sản xuất nhà máy cao • Nhiều lị phản ứng địa điểm Số lượng lò phản ứng lắp đặt địa điểm nhiều tổng chi phí đầu tư cho lị phản ứng nhỏ Ngồi ra, doanh thu từ (các) lị phản ứng sử dụng để tài trợ cho việc xây dựng lò phản ứng Điều với lò phản ứng lớn nhỏ, nhiên, lắp đặt thêm nhiều SMR trước bị hạn chế giới hạn địa điểm khác • Học hỏi kinh tế sản xuất hàng loạt Quy mô kinh tế thường sử dụng để Có khả nhiều lò phản ứng thiết giảm chi phí phát điện nhà máy kế SMR định sản xuất so với điện hạt nhân lớn thông thường Điều này, thiết kế lị phản ứng lớn định Do có với việc triển khai hạm đội tiêu chuẩn thể xảy trình đặt hàng phận với số Số 68 - Tháng 9/2021 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN lượng lớn Điều cho phép SMR khai thác kinh tế sản xuất hàng loạt hưởng lợi từ quy trình mua sắm tiêu chuẩn hóa Hoàn thành việc lắp đặt số lượng lớn lò phản ứng cải thiện tốc độ học hỏi • Các cân nhắc danh mục đầu tư Quy mơ nhỏ dễ dàng đa dạng hóa danh mục đầu tư tạo Kích thước nhỏ tính an tồn thụ động SMR phù hợp với quốc gia có lưới điện nhỏ kinh nghiệm điện hạt nhân • Nhiều thiết kế SMR cho đơn giản thiết kế lò phản ứng lớn ngày Bằng cách dựa nguyên tắc vật lý tự nhiên để trì an toàn, giảm nhu cầu nhiều hệ thống an toàn chủ động, chúng giảm độ phức tạp chi phí liên quan Ngồi ra, việc xây dựng SMR dự kiến ngắn so với lò phản ứng lớn Điều quan trọng tiến độ xây dựng có ảnh hưởng lớn đến kinh tế xây dựng điện hạt nhân theo hai cách Thứ nhất, giảm chi phí cố định hàng ngày Trên cơng trường xây dựng hạt nhân, nơi có hàng nghìn người làm việc trang thiết bị đắt tiền (ví dụ: cần cẩu) sử dụng, chi phí cố định hàng ngày đáng kể Thứ hai, mang lại doanh thu cho dự án Thời gian xây dựng SMR ngắn có nghĩa điện/nhiệt - doanh thu - tạo sớm so với dự án lớn nhiều lị phản ứng điều lan truyền thời gian dài Tương tự lị phản ứng lớn, SMR có vai trò cung cấp lượng cacbon thấp hỗn hợp lượng bền vững tương lai, đáp ứng nhu cầu rộng rãi người sử dụng ứng dụng lượng khác Tầm quan trọng việc cấp phép lò phản ứng Cấp phép yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc thẩm định đầu tư khả tồn dự án nhà máy điện hạt nhân Các quy trình cấp phép điều chỉnh theo thời gian để phù hợp với thiết kế phê duyệt địa điểm thiết kế lò phản ứng lớn Những thay đổi quy trình cấp phép giúp nhận nhiều lợi kinh tế kỹ thuật SMR Ví dụ, việc giảm quy mô khu vực EPZ theo yêu cầu pháp quy tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí SMR với hoạt động cơng nghiệp khác Việc cấp phép có khả thách thức SMR, chi phí cấp giấy phép thiết kế, xây dựng vận hành không thiết phải lị phản ứng lớn [1, 6] Một thách thức liên quan đến cấp phép khác khác biệt chế độ cấp phép cơng nghệ lị phản ứng cấp quốc gia quốc gia khác [6] Giấy phép thiết kế có quốc gia có giá trị quốc gia Một q trình cấp phép nhiều năm tiêu tốn hàng trăm triệu la với tất chi phí phát sinh chí trước có khả dự án tiến hành Do đó, q trình cấp phép cam kết rủi ro bên liên quan phải trả tiền cho nó, chí nhiều khoản đầu tư thực nhỏ hơn, trường hợp SMR Kinh nghiệm xây dựng nhà máy hạt nhân lớn cho thấy ba yếu tố đặc biệt quan trọng để giảm tiến độ chi phí xây dựng, là: (i) hoạt động xây dựng liên tục thời gian dài để trì lực lượng lao động có trình độ kinh nghiệm; (ii) xây dựng hàng loạt thiết kế; (iii) nhiều lò phản ứng địa điểm Rõ ràng SMR hưởng lợi từ KẾT LUẬN tất khía cạnh cần phải xây dựng Các lị phản ứng mơ-đun nhỏ (SMR) đạt Số 68 - Tháng 9/2021 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN tiến để trở thành sản phẩm hạt nhân khả thi mặt thương mại vào đầu năm 2030 Các tính kinh tế - kỹ thuật chúng, mà số chứng minh ngành cơng nghiệp khác, khơng giúp vượt qua thách thức giao hàng thường gặp phải dự án hạt nhân lớn gần mà cịn mở rộng giá trị cơng nghệ hạt nhân để cung cấp điện nhiệt cacbon thấp cách linh hoạt điều biến số lĩnh vực mẽ bí xây dựng bền vững, dẫn đến chi phí vốn có tính cạnh tranh Do đó, thị trường SMR tiềm không bị giới hạn cân nhắc kinh tế đòi hỏi nỗ lực phối hợp phủ, quan pháp quy, nhà cung cấp chủ sở hữu tương lai để đồng thời giải thách thức tương lai Các SMR lò phản ứng siêu nhỏ mở rộng hội triển khai công nghệ hạt nhân Do có kích thước nhỏ hơn, tính an toàn thụ động tăng cường khu vực lập kế hoạch khẩn cấp nhỏ hơn, chúng đơn giản đến nơi mà lò phản ứng quy mô lớn Chúng cung cấp lựa chọn cho khách hàng nguồn lượng ổn định đáng tin cậy mà không cần yêu cầu bất động sản chi phí vốn dự án xây dựng lớn Các cường quốc hạt nhân giới, đặc biệt Hoa Kỳ, hỗ trợ phát triển lò phản ứng tiên tiến SMR lò phản ứng siêu nhỏ dùng cho q trình sử dụng nhiều lượng dựa vào nhiên liệu hóa thạch, bao gồm sản xuất hydro, khử muối nước biển, sưởi ấm, lọc dầu sản xuất phân bón Điều mở hội thị trường quan trọng cho nhà phát triển hạt nhân hội làm giảm đáng kể lượng khí thải cacbon q trình cơng nghiệp quy mơ tồn cầu Gần đây, IAEA nghiên cứu cơng bố lộ trình cơng nghệ việc triển khai SMR với mục đích hỗ trợ quốc gia thành viên lĩnh vực để thúc đẩy việc tăng cường hợp tác, chia sẻ kiến thức giúp đảm bảo nỗ lực nhà phát triển công nghệ, ngành công nghiệp, người sử dụng quan quản lý tập trung vào mục tiêu chung [7] Khi đánh giá tính hợp lý mặt kinh tế SMR, câu hỏi thị trường trọng tâm Một mặt, SMR chế tạo theo kiểu sản xuất hàng loạt, tương tự máy bay thương mại, lợi ích kinh tế đáng kể Tuy nhiên, điều đòi hỏi thị trường cho thiết kế đơn lẻ phải tương đối lớn, tức nhấn mạnh cần thiết thị trường toàn cầu, đồng thời gợi ý tập hợp nhỏ số nhiều thiết kế phát triển cuối thiết lập thị trường toàn cầu Để đạt thị trường toàn cầu trường hợp đòi hỏi mức độ hài hịa hóa pháp quy hợp thị trường cao Mặt khác, hầu hết thiết kế SMR chưa đạt đến giai đoạn hoàn thiện nâng cao thuộc tính chúng cần thử nghiệm chứng minh Các SMR dựa LWR gần với khả thương mại so với hệ thống hệ thứ IV, cần có nỗ lực nghiên cứu phát triển bổ sung Bởi vậy, mức độ không chắn định tồn tại, ảnh hưởng trực tiếp đến nhận thức rủi ro góp phần hạn chế quy mơ tiềm thị trường Khi SMR có trưởng thành nhờ thiết kế trình diễn dự kiến đưa vào vận hành thử vào cuối năm 2020, số rủi ro giảm dần theo thời gian, làm tăng quan tâm từ Xu hướng phát triển SMR giới khách hàng tiềm Sự quan tâm gia tăng triển vọng khả thi mặt thương mại hỗ trợ việc thiết lập chuỗi cung ứng mạnh số thiết kế SMR tiên tiến vào đầu năm Số 68 - Tháng 9/2021 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 2030 mở hội thuận lợi cho quốc gia hạt nhân Việt Nam để học hỏi, hợp tác trao đổi kinh nghiệm với quốc gia quan tâm, nghiên cứu triển khai công nghệ SMR Điều thực quan trọng, giúp quốc gia Việt Nam vừa theo kịp tình hình nghiên cứu, triển khai cơng nghệ SMR giới khu vực vừa xây dựng, nâng cao lực kỹ thuật, pháp lý sách liên quan đến công nghệ SMR Pathways, United Nations Economic Commission for Europe, Geneva, 2021 https://unece.org/sites/default/ files/2021-03/UNECE%20Use%20of%20nuclear%20 fuel%20resources%20for%20sustainable%20development_%20Final_0.pdf [7] IAEA, Technology Roadmap for Small Modular Reactor Deployment, IAEA Nuclear Energy Series No NR‑T‑1.18, Vienna, 2021 https://www-pub.iaea org/MTCD/Publications/PDF/PUB1944_web.pdf TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] WNA, Small Modular Reactors, Updated September 2021 https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclear-power-reactors/small-nuclear-power-reactors.aspx [2] IAEA, Advances in Small Modular Reactor Technology Developments: A Supplement to: IAEA Advanced Reactors Information System (ARIS), 2020 Edition https://aris.iaea.org/Publications/SMR_ Book_2020.pdf [3] OECD, Small Modular Reactors: Challenges and Opportunities, NEA No 7560, 2021 https://www oecd-nea.org/upload/docs/application/pdf/202103/7560_smr_report.pdf [4] DOE, DOE-NE Strategic Vision, Office of Nuclear Energy, 08 January 2021 https://www.energy gov/sites/prod/files/2021/01/f82/DOE-NE%20Strategic%20Vision%20-Web%20-%2001.08.2021.pdf [5] Nuclear Innovation Alliance, Partnership for Global Security, U.S Advanced Nuclear Energy Strategy for Domestic Prosperity, Climate Protection, National Security, and Global Leadership, February 2021 https://nuclearinnovationalliance.org/us-advancednuclear-energy-strategy [6] UNECE, Application of the United Nations Framework Classification for Resources and the United Nations Resource Management System: Use of Nuclear Fuel Resources for Sustainable Development - Entry Số 68 - Tháng 9/2021 ... lò phản ứng siêu nhỏ Trong hầu hết SMR hệ thứ IV lò phản ứng siêu nhỏ xem xét sử dụng nhiên liệu dựa uranium, việc phát triển sở chu trình nhiên liệu yêu cầu Một đặc điểm chung số khái niệm lò. .. khác biệt so với lị phản ứng lớn có tỷ lệ phận sản xu? ??t nhà máy cao • Nhiều lị phản ứng địa điểm Số lượng lò phản ứng lắp đặt địa điểm nhiều tổng chi phí đầu tư cho lị phản ứng nhỏ Ngồi ra, doanh... (các) lị phản ứng sử dụng để tài trợ cho việc xây dựng lò phản ứng Điều với lò phản ứng lớn nhỏ, nhiên, lắp đặt thêm nhiều SMR trước bị hạn chế giới hạn địa điểm khác • Học hỏi kinh tế sản xu? ??t hàng