Tháng 12/2021, chính phủ Bỉ cùng với nhiều quốc gia bày tỏ sự quan tâm xây dựng lò phản ứng modular nhỏ, sản xuất điện năng dưới 300 megawatt (MW), nhỏ hơn nhiều so với 1000 đến 1700 MW điển hình của các lò phản ứng lớn điện hạt hạt nhân.

Sự quan tâm của Bỉ đối với các lò phản ứng modular nhỏ đi đôi với quyết định loại bỏ dần những nhà máy điện hạt nhân lớn đang hoạt động năm 2025. Thủ tướng Alexander De Croo tuyên bố, quyết định này nhằm dừng các lò phản ứng hạt nhân cũ để hướng tới năng lượng hạt nhân tương lai .

Bỉ không phải là quốc gia duy nhất quan tâm đến lò phản ứng modular nhỏ. Đi đầu trong nỗ lực thương mại hóa thiết kế này là chính phủ Mỹ, Anh và Canada. Ba quốc gia này dẫn đầu thế giới trong khai thác điện hạt nhân và có ảnh hưởng lớn đến những quốc gia.

Sự suy giảm năng lượng hạt nhân

Cơ sở căn bản của sự quan tâm đến các lò phản ứng nhỏ là tỷ lệ điện hạt nhân liên tục giảm trong sản xuất điện toàn cầu, từ 17,5% năm 1996 xuống còn 10% năm 2020. Nguyên nhân chính là suy giảm nghiêm trọng các đơn đặt hàng xây dựng điện hạt nhân từ giữa những năm 1980.

Nguyên nhân này thường bị đổ lỗi cho sự phản đối năng lượng hạt nhân của cộng đồng sau những tai nạn ở Chernobyl và Fukushima, nhưng nguyên nhân chính của suy giảm điện hạt nhân là do chi phí xây dựng, khai thác sử dụng lò phản ứng hạt nhân ngày càng tăng và thời gian xây dựng kéo dài.

Ví dụ điển hình là dự án Vogtle ở bang Georgia của Mỹ, đang xây dựng hai lò phản ứng AP1000 công suất 1100 MW. Kế hoạch được phê chuẩn vào năm 2005, nhưng đến nay chi phí dự án tăng từ ước tính ban đầu là 14 tỷ USD lên hơn 30 tỷ USD và cần 2 năm nữa, nhà máy mới hoàn thành.

Hai lò phản ứng này nằm trong số 30 đề xuất xây dựng nhà máy  điện hạt nhân mới sau khi chính phủ Mỹ đưa ra những ưu đãi tài chính lớn cho việc xây dựng. Đến nay chỉ có 4 lò chuyển sang giai đoạn xây dựng.

Dự án khác ở bang Nam Carolina gần đó và cũng liên quan đến 2 lò phản ứng AP1000. Sau khi chi 9 tỷ đô la cho dự án, nhà thầu bỏ công trình năm 2017 do yêu cầu vốn và tiến độ xây dựng chậm vượt ngoài tầm kiểm soát.

Những thách thức kinh tế với các lò phản ứng nhỏ

Các nhà kinh tế cáo buộc chi phí gia tăng và tiến độ chậm do quy mô và độ phức tạp của các lò phản ứng lớn cùng công tác quản lý xây dựng. Những lò phản ứng nhỏ dự kiến ​​sẽ rẻ hơn vì sử dụng các modular sản xuất dây chuyền, giảm đáng kể thi công tại hiện trường.

Những lập luận này có sức hấp dẫn bề ngoài. Phương thức chủ yếu chống lại tình trạng thiếu khả năng cạnh tranh của điện hạt nhân là xây dựng các lò phản ứng ngày càng lớn hơn để chi phí xây dựng và vận hành lò phản ứng không tăng tỷ lệ thuận với năng lượng được tạo ra. Các lò phản ứng modular nhỏ không đáp ứng yêu cầu về kinh tế này do chi phí cho mỗi (MW) phát điện lớn hơn so với các lò phản ứng lớn.

Việc sản xuất modular nhà máy không giải quyết được vấn đề kinh kế. Thiết kế AP1000, ứng dụng tại các địa điểm Vogtle và Summer chủ yếu sử dụng các thành phần modular sản xuất tại nhà máy nhưng chi phí vẫn lớn, tiến độ thi công chậm và có các vấn đề về chất lượng.

Năng lượng tái tạo là một giải pháp thay thế tốt hơn

Chi phí hạt nhân liên tục tăng trong nhiều thập kỷ, nhưng chi phí năng lượng tái tạo giảm mạnh và hiện thấp hơn nhiều so với giá điện hạt nhân. Công ty Lazard Phố Wall ước tính rằng một nhà máy hạt nhân mới sẽ sản xuất điện với chi phí trung bình 167 USD cho 1 MW/h, cao hơn 4 lần so với 38 USD và  34 USD cho 1MW/h đối với điện gió mới và điện mặt trời.

Năng lượng tái tạo có thể được triển khai nhanh hơn, độ an toàn cao hơn trong thảm họa thiên tai hoặc rủi ro. Năng lượng tái tạo có thể là nền tảng cơ bản của một hệ thống điện đáng tin cậy, nhiều lựa chọn phù hợp và giá cả phải chăng do tích hợp nhiều công nghệ cùng lúc.

Những vấn đề kinh tế cho thấy, các lò phản ứng sẽ không được xây dựng với số lượng lớn và không ngăn chặn được sự suy giảm năng lượng hạt nhân. Hồ sơ theo dõi điện hạt nhân ở Mỹ, Canada và Anh cho thấy, những nỗ lực phát triển rất khó để thành công, do đó ứng dụng lò phản ứng hạt nhân nhỏ ở các quốc gia khác cũng sẽ rất ảm đạm.

Trong suốt lịch sử của điện hạt nhân, các chính phủ thường tin rằng điện hạt nhân sẽ giải quyết được những vấn đề năng lượng hiện nay như sự phụ thuộc vào dầu mỏ và khí đốt tự nhiên, ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu. Nhưng thực tế cho thấy, việc phát triển các lò phản ứng nhỏ không phải là giải pháp hoàn hảo để giải quyết vấn đề năng lượng và biến đổi khí hậu.

Một giải pháp tổng thể hơn có thể là sự thúc đẩy mở rộng công nghệ năng lượng tái tạo và tìm kiếm công nghệ mới, kinh tế hơn cho lò phản ứng hạt nhân có thể sẽ là chiến lược hiệu quả cho một tương lai không carbon.