Chương trình phát triển và chính sách năng lượng nguyên tử từ năm 1950-2005
Nhật Bản bắt đầu chƣơng trình nghiên cứu hạt nhân của mình vào năm 1954, với 230 triệu yên đƣợc ngân sách cấp cho năng lƣ ợng nguyên tử. Các Luật Năng lƣợng nguyên tử cơ bản, hạn chế chặt chẽ việc sử dụng công nghệ hạt nhân cho mục đích hòa bình, đƣợc thông qua năm 1955, Luật khuyến khích ba nguyên tắc - phƣơng pháp dân chủ, quản lý độc lập và minh bạch - là cơ sở của các hoạt động nghiên cứu hạt nhân, cũng nhƣ thúc đẩy hợp tác quốc tế. Lễ nhậm chức của Ủy ban Năng lƣợng nguyên tử (AEC) vào năm 1956 thúc đẩy phát triển năng lƣợng nguyên tử và khai thác s ử dụng. Một số tổ chức có liên quan đến năng lƣợng nguyên tử khác cũng đã đƣợc thành lập vào năm 1956 theo luật này: Ủy ban an toàn hạt nhân (NSC), Cơ quan Khoa học và Công nghệ; Viện Nghiên cứu năng lƣợng nguyên tử
Nhật Bản (JAERI) và Tổng công ty nhiên liệu nguyên tử (PNC đổi tên vào năm 1967) [35].
Các lò phản ứng đầu tiên sản xuất điện ở Nhật Bản là một lò phản ứng nƣớc sôi nguyên mẫu: Japan Power Demonstration Reactor (JPDR) vâ ̣n hành tƣ̀ năm 1963 đến năm 1976 và cung cấp một lƣợng thông tin lớn cho các lò phản ứng thƣơng mại sau này.
Lò phản ứng điện nguyên tử thƣơng mại đầu tiên là Nh ật Bản nhập khẩu từ Anh, Tokai 1 - lò phản ứng làm mát bằng khí (Magnox) 160 MW, đƣợc xây dựng bởi GEC. Nó bắt đầu hoạt động vào tháng 7/1966 và tiếp tục cho đến tháng 3/1998 [35].
Sau khi đơn vị này đƣợc hoàn thành, chỉ có các lò phản ứng nƣớc nhẹ (LWR) sử dụng uranium đƣợc làm giàu - một trong hai lò phản ứng nƣớc sôi (BWRs) hoặc các lò phản ứng áp lực nƣớc (PWR) - đã đƣợc xây dựng. Năm 1970, ba lò phản ứng đầu tiên nhƣ vậy đã đƣợc hoàn thành và bắt đầu hoạt động thƣơng mại. Tiếp theo đó là khoảng thời gian mà các công ty điê ̣n lƣ̣c c ủa Nhật Bản mua các thiết kế từ các nhà cung cấp Mỹ và xây dựng chúng với sự hợp tác của các công ty Nhật Bản, những ngƣời sau đó sẽ nhận đƣợc một giấy phép để xây dựng nhà máy tƣơng tự tại Nhật Bản. Các công ty nhƣ Công ty TNHH Hitachi, Toshiba Co Ltd và Mitsubishi Heavy Industry Co Ltd phát triển năng lực để thiết kế và xây dựng các lò nƣớc nhẹ của mình. Đến cuối những năm 1970, ngành công nghiệp Nhật Bản đã thiết lâ ̣p phần lớn năng l ực sản xuất điện nguyên tử trong nƣớc riêng của mình và ngày nay đã xuất khẩu sang các nƣớc Đông Nam Á khác và tham gia vào sự phát triển của thiết kế lò phản ứng mới có thể đƣợc sử dụng ở châu Âu.
Do vấn đề độ tin cậy của các lò ph ản ứng đầu tiên, họ yêu cầu ngừng hoạt động bảo trì dài, với công suất trung bình trung bình 46% trong năm 1975-1977 (đến năm 2001, công suất trung bình đã lên tới 79%). Năm 1975, Chƣơng trình cải tiến và tiêu chuẩn hóa các lò phản ứng nƣớc nhẹ đã đƣợc đƣa ra bởi Bộ Thƣơng mại và Công nghiệp (MITI) và ngành công nghiệp điện nguyên tử. Điều này nhằm mục đích tiêu chuẩn hóa thiết kế của các lò phản ứng nƣớc nhẹ theo ba giai đoạn vào
năm 1985. Trong giai đoạn 1 và 2, các lò phản ứng nƣớc sôi (BWR) và lò phản ƣ́ng áp lực nƣớc (PWR) thiết kế hiện tại đã đƣợc sửa đổi để cải thiện hoạt động và bảo trì của họ. Giai đoạn thứ ba của chƣơng trình liên quan đến tăng kích thƣớc lò phản ứng 1300-1400 MWe và làm thay đổi cơ bản đến thi ết kế. Đây là BWR tiên tiến (ABWR) và PWR nâng cao (APWR) [35].
Một nghiên cứu lớn và thiết lập chu trình nhiên liệu cho đến cuối những năm 1990 là Tổng công ty lò phản ứng điện và Phát triển nhiên liệu hạt nhân, hay còn gọi là PNC. Hoạt động của ho ̣ có t ầm xa rất rộng rãi, từ thăm dò uranium ở Úc để xử lý chất thải ở mức cao. Sau hai tai nạn và phản hồi không đạt yêu cầu của PNC, Chính phủ vào năm 1998 tái thiết PNC mô ̣t cách g ọn nhẹ hơn thành Viện chu trình phát triển hạt nhân Nhật Bản (JNC), mà vắn tắt là tập trung vào phát triển lò phản ứng tái sinh , tái chế đốt nhiên liệu cao, chế tạo nhiên liệu hỗn hợp oxit (MOX) và xử lý chất thải ở mức cao [35].
Một sự hợp nhất của JNC và JAERI năm 2005 thành lập Cơ quan Năng lƣợng nguyên tử Nhật Bản (JAEA) thuộc Bộ Giáo dục, Văn hóa, Thể thao, Khoa học & Công nghệ (MEXT). JAEA bây giờ là một tổ chức nghiên cƣ́u và phát triển hạt nhân tích hợp lớn.
Một nét đặc biệt của lƣới điện của Nhật Bản là trên hòn đảo chính, Honshu, nửa phía đông bắc bao gồm cả Tokyo là 50 Hz, đƣợc phục vụ bởi Tepco (và Tohoku), nửa phía tây nam bao gồm Nagoya, Kyoto và Osaka là 60 Hz, đƣợc phục vụ bởi Chubu (với Kansai & Hokuriku), và chỉ có 1 GWe của tần số chuyển đổi kết nối chúng. (JAPC có nhà máy ở cả hai khu vực, đƣợc ngăn cách bởi sông Itoigawa.) Sự khác biệt tần số này phát sinh từ các thiết bị ban đầu đến từ Đức và Mỹ tƣơng ứng. Việc kết nối đang đƣợc tăng lên đến 2.1 GWe, đƣợc tài trợ bởi các công ty điê ̣n lƣ̣c. Đầu năm 2013 ngƣời ta thông báo rằng METI sẽ thành lập một cơ quan mới để cân đối nguồn cung cấp điện và nhu cầu trong khu vực rộng lớn trên khắp Nhật Bản, sớm nhất là năm 2015 Cơ quan mới sẽ quản lý lƣới điện truyền tải và các cơ sở, hiện đang sở hữu và quản lý bởi các công ty điê ̣n lƣ̣c [35].
Chính sách năng lƣợng của Nhật Bản đã đƣợc thúc đẩy bởi các đặc điểm an ninh năng lƣợng và sự cần thiết để giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhập khẩu hiện hành. Các yếu tố chính liên quan đến năng lƣợng nguyên tử là [35]:
Tiếp tục có năng lƣợng nguyên tử là một yếu tố chủ yếu của sản xuất điện. Tái chế uranium và plutonium từ nhiên liệu đã qua sử dụng, ban đầu ở lò phản ứng nƣớc nhẹ (LWR), và có tái chế trong nƣớc.
Ổn định phát triển các lò phản ứng tái sinh để cải thiện việc sử dụng uranium đáng kể.
Thúc đẩy năng lƣợng nguyên tử cho công chúng, nhấn mạnh an toàn và không phổ biến vũ khí ha ̣t nhân.
Vào tháng 3/2002, chính phủ Nhật Bản tuyên bố sẽ phụ thuộc nhiều vào năng lƣợng nguyên tử để đạt đƣợc mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính theo quy định của Nghị định thƣ Kyoto. Một kế hoạch năng lƣợng 10 năm, nộp trong tháng 7/2001, Bộ trƣởng Bộ Kinh tế Thƣơng mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI), đã đƣợc xác nhận bởi nội các . Họ kêu g ọi gia tăng sản xuất điện nguyên tử khoảng 30% (13.000 MW), với hy vọng rằng các công ty điê ̣n lƣ̣c s ẽ có 9-12 nhà máy hạt nhân mới hoạt động vào năm 2011. Trong thƣ̣c tế, chỉ có 5 (5358 MWe net) đã hòa lƣới điê ̣n trong thập kỷ đó [35].
Hiện nay Nhật Bản có 48 lò phản ứng với tổng giá trị 42.569 MW (net) hoạt động, với 2 lò (2.756 MW) đang đƣợc xây dựng, 1 lò t ắt máy không xác định (Monju), và 12 lò (16.532 MW) theo kế hoạch [35]. Dƣới phƣơng diê ̣n của phƣơng án chính sách gi ữa năm 2012, Monju đƣợc coi là phù hợp hơn với phần nghiên cƣ́u và phát triển c ủa báo cáo này . Năm 2010, lần đầu tiên có những lò phản ứng đã đa ̣t tới ngƣỡng hoa ̣t đô ̣ng 40 năm của họ (ở giai đoạn mà giả đi ̣nh rằng lò có thể bị đóng cửa). Một số viê ̣c mở rộng giấy phép đã đƣợc phê duyệt.
Trong tháng 3/2011 đơn vị 1 đến 4 của nhà máy Fukushima Daiichi bị hƣ hại nặng trong một tai nạn nghiêm trọng, vì vậy đã bi ̣ xóa s ổ với viê ̣c cho ng ừng hoạt động, trong đó loại bỏ 2.719 MWe thuần. Trong năm 2014, đơn vị 5 và 6 cũng cùng với họ sẽ đƣợc gỡ bỏ [35].
Trong tháng 6/2002, Luật chính sách năng lƣợng mới đặt ra các nguyên tắc cơ bản của an ninh năng lƣợng và cung cấp ổn định, giao quyền nhiều hơn cho chính phủ trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng năng lƣợng cho sự tăng trƣởng kinh tế. Nó cũng thúc đẩy hiệu quả cao hơn trong tiêu thụ, thêm vào đó , tránh xa sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, và tự do hóa thị trƣờng.
Những phát triển này, bất chấp một số vụ bê bối năm 2002 đƣợc kết nối với các hồ sơ thanh tra thiết bị tại nhà máy điện nguyên tử, mở đƣờng cho việc đóng vai trò gia tăng năng lƣợng nguyên tử.
Năm 2004, Diễn đàn công nghiệp nguyên tử Nhật Bản (JAIF) công bố báo cáo về triển vọng tƣơng lai của điện nguyên tử trong nƣớc. Nó mang lại một số cân nhắc bao gồm giảm 60% lƣợng khí thải carbon dioxide và giảm 20% dân số nhƣng với GDP không đổi. Công suất phát điện nguyên tử dự kiến năm 2050 là 90 GWe. Điều này có nghĩa là vừa phải tăng gấp đôi công suất phát điện nguyên tử và chia sẻ hạt nhân cho khoảng 60% tổng công suất sản xuất. Ngoài ra, khoảng 20 GW nhiệt nguyên tử sẽ đƣợc sử dụng để sản xuất hydro. Hydro đƣợc dự kiến sẽ cung cấp 10% năng lƣợng tiêu thụ trong năm 2050 và 70% trong số này sẽ đến từ nhà máy hạt nhân [35].
Trong tháng 7/2005, Ủy ban Năng lƣợng nguyên tử khẳng định hƣớng chính sách năng lƣợng nguyên tử ở Nhật Bản, đồng thời khẳng định rằng trọng tâm trƣớc mắt sẽ là vào lò phản ứng nƣớc nhẹ. Chủ yếu là "30-40% thị phần trở lên" nên là mục tiêu cho năng lƣợng nguyên tử trong tổng phát sau năm 2030, bao gồm thay thế các nhà máy hiện tại với các lò phản ứng nƣớc nhẹ tiên tiến. Lò phản ứng tái sinh sẽ đƣợc giới thiệu thƣơng mại, nhƣng phải đến khoảng năm 2050. Nhiên liệu đã qua sử dụng sẽ đƣợc tái chế trong nƣớc để phục hồi vật liệu phân hạch để sử dụng trong nhiên liệu MOX. Xử lý chất thải cao cấp sẽ đƣợc giải quyết sau năm 2010 [35].
Vào tháng 5/2006, Đảng Dân chủ Tự do cầm quyền kêu gọi chính phủ cho thúc đẩy phát triển các lò phản ứng tái sinh (FBRs), gọi đây là " công nghệ cơ bản quốc gia". Họ đề xuất tăng ngân sách, phối hợp tốt hơn trong việc chuyển từ nghiên
cứu và phát triển sang thẩm tra và thực hiện, cộng với hợp tác quốc tế. Nhật Bản đã đóng vai trò hàng đầu trong sáng kiến thế hệ IV, tập trung vào FBRs làm mát bằng natri, mặc dù lò phản ứng tái sinh Monju nguyên mẫu 280 MW vẫn đóng cửa cho đến tháng 5/2010, và sau đó bị cắt đứt một lần nữa một vài tháng sau đó, với triển vọng khởi động lại liên tục bị trì hoãn [35].
Kế hoạch cung cấp điện của METI năm 2010 cho thấy khả năng hạt nhân tăng 12,94 GWe vào năm 2019, và tỷ lệ cung cấp ngày càng tăng từ rất thấp: 262 TWh năm 2007 (25,4%) lên khoảng 455 TWh (41%) vào năm 2019. Điều này bây giờ không thể thực hiện. Cuộc rà soát thông thƣờng của Hội đồng hoạch định chính sách AEC chấm dứt vào năm 2011 và Hội đồng đã bị giải tán vào năm 2012 [35].
Sự thay đổi chính sách năng lượng sau sự kiện Fukushima, năm 2011
Sau tai nạn Fukushima năm 2011, Nhật Bản đã tiến hành xem xét lại chiến lƣợc năng lƣợng cơ bản của mình bởi 3 ủy ban:
Ủy ban Năng lƣợng và Môi trƣờng, thuộc Bộ Chiến lƣợc quốc gia: chiến lƣợc cơ bản về năng lƣợng và môi trƣờng cần đƣợc đề ra
Ủy ban Kế hoạch năng lƣợng cơ bản, thuộc Bộ Kinh tế, Thƣơng mại và Công nghiệp: kế hoạch cung và cầu về năng lƣợng cụ thể cần đƣợc đề ra
Ủy ban Năng lƣợng nguyên tử của Văn phòng Nội các sẽ xây dựng chính sách phát triển năng lƣợng nguyên tử mới.
Chiến lƣợc mới về năng lƣợng và môi trƣờng của Chính phủ Nhật Bản ngày 14/9/2012, đề xuất một giai đoạn loại bỏ dần điện nguyên tử vào năm 2040. Trƣớc mắt, các lò phản ứng hiện nay có thể hoạt động nhƣng đóng cửa và sẽ đƣợc phép khởi động lại một khi họ đạt đƣợc sự cho phép của Cơ quan Quy chế hạt nhân (NRA), nhƣng một giới hạn hoạt động 40 năm sẽ đƣợc áp dụng. Tái chế nhiên liệu đã qua sử dụng sẽ vẫn tiếp tục. Ủy ban năng lƣợng và môi trƣờng (Enecan) hứa hẹn một "khuôn khổ chính sách năng lƣợng xanh" vào cuối năm 2012, tập trung vào khí đốt hóa lỏng (LNG) và than đá, cùng với mở rộng sử dụng năng lƣợng tái tạo liên tục. Điều này gây ra một phản ứng mạnh mẽ và rộng từ ngành công nghiệp, với một sự đồng thuận rằng 20-25% hạt nhân là cần thiết để tránh những tác động kinh tế rất (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nghiêm trọng, chƣa kể đến giá điện trong nƣớc cao. Trong năm qua, nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch tăng đã là một đóng góp chính vào kỷ lục thâm hụt thƣơng mại của Nhật Bản: 2,5 nghìn tỷ yên (31,78 tỷ đô la Mỹ) trong nửa đầu năm 2012. Keidanren (Liên đoàn Doanh nghiệp Nhật Bản) cho biết, chính sách loại bỏ dần năng lƣợng nguyên tử của Enecan là vô trách nhiệm, cũng nhƣ sự lãnh đạo của Đảng Dân chủ Tự do (LDP) [35].
Chiến lƣợc mới về năng lƣợng và môi trƣờng của Chính phủ Nhật Bản bao gồm những nội dung sau:
Khởi động lại hoạt động nhà máy điện nguyên tử đã đƣợc phê duyệt bởi Ủy ban pháp quy hạt nhân, nhƣ một nguồn điện quan trọng
Giảm sự phụ thuộc vào năng lƣợng nguyên tử và nhiên liệu hóa thạch bằng cách tăng cƣờng phụ thuộc vào năng lƣợng tái tạo.
Thời gian hoạt động nhà máy điện nguyên tử: 40 năm
Không xây dựng nhà máy điện nguyên tử mới, tiếp tục xây dựng nhà máy điện nguyên tử Ohma (1383 MW, hoàn thành 38%) và Shimane (1373 MW, hoàn thành đƣợc 94%) đã đƣợc METI phê duyệt: 7 nhà máy điện nguyên tử sẽ hoạt động đến năm 2039.
Tiếp tục hoạt động nhà máy xử lý nhiên liệu đã qua sử dụng
Lò lò phản ứng tái sinh nguyên mẫu Monju đƣợc vận hành để nghiên cứu
Tiếp tục các quan hệ quốc tế để tăng cƣờng an toàn hạt nhân và cung cấp công nghệ điện nguyên tử với mức an toàn cao nhât
Tăng năng lƣợng tái tạo lên gấp 3 lần (gió, mặt trời và địa nhiệt lên 8 lần)
Thực hiện các biện pháp chống sự ấm lên toàn cầu (giảm 80% khí nhà kính đến 2050)
Liên tục xem xét có tính đến tình hình năng lƣợng quốc tế và các tác động đến kinh tế xã hội.
Theo quyết định của Nội các về các chính sách trong tƣơng lai của Nhật Bản về năng lƣợng và môi trƣờng (ngày 19/9/2012), Chính phủ Nhật Bản sẽ thực hiện các chính sách trong tƣơng lai về năng lƣợng và môi trƣờng, có tính đến “Chiến
lƣợc mới về năng lƣợng và môi trƣờng” (quyết định của Hội đồng Năng lƣợng và Môi trƣờng ngày 14/9/2012), trong khi vẫn thảo luận một cách có trách nhiệm với chính quyền địa phƣơng có liên quan, và đạt đƣợc sự hiểu biết của dân chúng Nhật Bản, bằng cách xem xét và kiểm tra lại liên tục các chính sách một cách linh hoạt [50].
Chính sách năng lƣợng và môi trƣờng mới vấp phải những lo ngại về tác động tiêu cực đến nền kinh tế: tăng giá điện do tăng nhà máy điện LNG (khí tự nhiên hóa lỏng) và năng lƣợng tái tạo, chi phí nhập khẩu LNG khoảng 3-4 nghìn tỷ ¥ mỗi năm, chi phí điện sẽ gấp đôi gây thiệt hại cạnh tranh trong thƣơng mại, cần đầu tƣ 50 nghìn tỷ ¥ cho năng lƣợng tái tạo và 100 nghìn tỷ ¥ cho tiết kiệm năng lƣợng, 2 triệu ngƣời mất các công việc liên quan đến hạt nhân, giảm phát thải khí nhà kính sẽ đạt 5-9% từ mức năm 1990 (cam kết quốc tế là 25%) [50].
Thêm vào đó, chiến lƣợc năng lƣợng và môi trƣờng mới của Nhật Bản phải còn đối mặt với nhiểu thách thức nhƣ: Không có lộ trình thực tế làm thế nào để tăng điện tái tạo bao gồm cả thủy điện lên đến 30% (gấp 3 lần so với năm 2010): tăng 8