Monday, August 22, 2005

Ngành năng lượng hạt nhân thế giới: Hiện trạng và triển vọng

Tin ngày: Thứ Năm, 01/07/2004 10:31 GMT+7

Theo đánh giá, tính đến cuối năm 2002, trên thế giới có 440 tổ máy năng lượng hạt nhân với tổng công suất 350, 35 GW, sản xuất gần 16% tổng điện lượng trên toàn thế giới (xem bảng).

Năm 2002 có 7 tổ máy năng lượng hạt nhân với tổng công suất 5,96 GW được đấu vào lưới điện (bốn tổ máy ở Trung Quốc; một ở Cộng hoà Séc, hai ở Hàn Quốc). Năm tổ máy ngừng hoạt động hoàn toàn: hai ở Bungari, ba ở Vương quốc Anh.

Trong những năm gần đây, mỗi năm có từ ba đến bốn tổ máy năng lượng hạt nhân được đưa vào vận hành, đồng thời một số tổ máy cũ lại ngừng hoạt động hoàn toàn. Các tổ máy mới chủ yếu được xây dựng và đưa vào vận hành theo kế hoạch ở các nước Viễn Đông và Nam Á (Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Hà Quốc, Ấn Độ), nhiều quốc gia (Achentina, Nga, Rumani, Ucraina) lại kéo dài thời hạn hoàn thành các tổ máy mới.

Theo các chuyên gia, vào đầu những năm 90 của thế kỷ trước, ngành năng lượng hạt nhân ở nhiều quốc gia trên thế giới vấp phải một số vấn đề nghiêm trọng, trong đó có hệ số sử dụng công suất thấp (gần 63%), thời gian ngừng máy lâu để nạp nhiên liệu (hơn 100 ngày), chi phí vận hành cao không kiểm soát được (với hệ số sử dụng công suất thấp) đã làm cho suất chi phí sản xuất cao.

Những quốc gia, đang thực hiện chuyển sang thị trường tự do bán điện năng và cơ cấu lại ngành điện, chú trọng đến việc nâng cao các chỉ tiêu vận hành các tổ máy năng lượng hạt nhân đang hoạt động. Nhờ vậy, trong thập niên gần đây, sản lượng điện năng ở các nhà máy điện hạt nhân đã tăng lên đáng kể. Cụ thể là năm 2002, số lượng tổ máy năng lượng hạt nhân hoạt động ít hơn so với năm 1990 là 7 tổ, song điện lượng lại cao hơn 35% (tương đương với 23 tổ máy mới).

Hiện nay hệ số sử dụng công suất trung bình của các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới là 80%; ở Hoa Kỳ, Đức, Phần Lan hệ số đó cao hơn 90%. Ở nhiều quốc gia, hệ số này vẫn thấp hơn 60% (Litva, Pakistan, Achentina, Bungari).

Nga đạt được một số thành công nhất định trong việc nâng cao các chỉ tiêu vận hành, hệ số sử dụng công suất trung bình ở các nhà máy điện hạt nhân đã tăng từ 53% năm 1995 lên 70% năm 2001. Mục tiêu phấn đấu của ngành điện hạt nhân Nga là đưa hệ số này lên 80% năm 2005. Các lò phản ứng kiểu nước - nước ở Hungari, Phần Lan và Cộng hoà Séc có hệ số sử dụng công suất trung bình là trên 80%.

Năng lượng hạt nhân ở châu Âu và châu Á

Trong những năm gần đây, quan điểm đối với sự phát triển ngành năng lượng hạt nhân ở các khu vực trên thế giới rất khác nhau. Mặc dù các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật được cải thiện đáng kể, song số lượng các quốc gia ở Tây Âu theo đuổi chính sách khước từ sử dụng năng lượng hạt nhân lại tăng lên. Theo gương Thuỵ Điển, Đức, Hà Lan và Thuỵ Sĩ, năm 2002 chính phủ Bỉ cũng thông qua quyết định như vậy. Tuy nhiên, mức phát triển của ngành năng lượng hạt nhân ở những quốc gia này khá cao và quyết định khước từ sử dụng năng lượng hạt nhân chưa có thể thực hiện được ngay trong những năm sắp tới vì sẽ tác động tiêu cực đến nền kinh tế của chính họ. Vì vậy, các nhà máy điện hạt nhân ở những quốc gia này sẽ tiếp tục được vận hành. Italia là quốc gia duy nhất ở châu Âu đã cho đóng cửa tất cả các nhà máy điện hạt nhân năm 1987 sau khi tiến hành trưng cầu ý dân và ra lệnh đình chỉ việc xây dựng các tổ máy năng lượng hạt nhân mới. Tuy nhiên, năm 2002 quốc hội Italia đã thông qua đề nghị của chính phủ về xem xét lại chính sách năng lượng và khả năng phát triển ngành năng lượng hạt nhân. Thuỵ Sĩ cũng tranh luận nhiều về vấn đề kéo dài lệnh đình chỉ xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới đã thông qua trước đây.

Nguyên nhân cơ bản khiến các quốc gia Tây Âu không muốn phát triển ngành năng lượng hạt nhân vì nguồn điện của họ dư thừa và thị trường điện đang trong qúa trình tự do hoá. Trong điều kiện nguồn điện dư thừa, giá điện ở mức thấp (chủ yếu ở thị trường buôn bán). Việc chuyển sang thị trường điện tự do và tư nhân hoá ngành điện đã làm thay đổi chính sách đầu tư trong ngành.

Do rủi ro kinh tế và chính trị cao khi xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới trong điều kiện giá điện thấp, nhiên liệu hoá thạch có nguồn cung cấp chắc chắn, lại không phải chịu trách nhiệm về mặt kinh tế do thải khí nhà kính vào bầu khí quyển nên các công ty tư nhân thích chọn phương án xây dựng các nhà máy điện rẻ hơn sử dụng nhiên liệu hoá thạch (chủ yếu là khí tự nhiên) có công suất không lớn. Ngoài ra, chính sách khước từ năng lượng hạt nhân được thông qua dưới áp lực của người dân lo ngại về sự không an toàn của các tổ máy năng lượng hạt nhân, vấn đề phế thải hạt nhân chưa được giải quyết dứt điểm và vấn đề không phổ biến vũ khí hạt nhân.

Trong khi đó, một số quốc gia Tây Âu đã thừa nhận sự cần thiết phải phát triển ngành năng lượng hạt nhân. Quốc hội Phần Lan năm 2002 đã chấp thuận đề nghị của chính phủ về xây dựng một nhà máy điện hạt nhân mới. Phần Lan phải nhập khẩu 70% nhiên liệu. Phần Lan đã cho thế giới thấy rằng, có thể giải quyết được những vấn đề cản trở phát triển ngành năng lượng hạt nhân hiện nay ở mức có thể chấp thuận được đối với quốc gia này. Vấn đề không kém phần quan trọng là Phần Lan có tình hình chính trị ổn định, có luật hạt nhân tiến bộ, có các yêu cầu an toàn hạt nhân rất khắt khe nhưng lại rõ ràng, có cơ sở hạ tầng ngành năng lượng hạt nhân rất vững, có kế hoạch giải quyết vấn đề loại bỏ phế thải nhiên liệu hạt nhân.

Công ty điện lực TVO (Phần Lan) dự kiến đầu tư 2,3 tỷ đôla để xây dựng nhà máy điện hạt nhân mới. Bốn công ty nước ngoài đã đưa ra chào bán sáu dự án nhà máy điện hạt nhân có công suất điện từ 977 đến 1550 MW: ABWR (1.300 MW, BWR), hãng GE; AP 1000/EP 1000 (1000 MW), hãng Westinghouse; BWR90 (1500 MW, BWR), hãng Westinghouse Atome; ERP - 1000 (1000 MW, BWR), hãng Framatome ANP; BB"P 91/90 (1070 MW, PWR), Nga.

Trong các dự án trên chỉ có dự án ABWR là có một số tổ máy đang hoạt động. theo Phó chủ tịch công ty TVO, loại lò phản ứng BWR công suất 1.000 - 1.600 MW sẽ được xây dựng.

Theo đánh giá, chi phí sản xuất điện ở các nhà máy điện mới của Phần Lan thấp hơn đối với điện hạt nhân (24 euro/kWh ở nhà máy điện hạt nhân, 32 euro/kWh - nhiệt điện than và khí, 37 euro/kWh - nhà máy điện đốt củi gỗ và 50 euro/kWh - nhà máy phong điện).

Phần Lan giải quyết được vấn đề thu hút đầu tư cho các dự án điện. Khác với các quốc gia Tây Âu, ở Phần Lan thị trường điện và bản thân các công ty điện lực cũng không lớn. Vì vậy việc xây dựng các nhà máy điện mới thường được tiến hành trên cơ sở hợp tác. Công ty điện lực TVO - một liên hiệp hợp tác xã - sản xuất điện năng chỉ để cung cấp cho các cổ đông của mình và tuỳ điều kiện có thể được hưởng lợi về mặt kinh tế. Các cổ đông có thêr sử dụng điện năng tại các doanh nghiệp của mình hoặc có thể bán trên thị trường tự do. Hơn nữa, các cổ đông phải có trách nhiệm đầu tư tiền, tương xứng với những cổ phần của mình, cho mọi chi phí sản xuất. Như vậy, rủi ro cũng được chia cho các cổ đông.

Ngành năng lượng hạt nhân của Pháp trong giai đoạn 1980 - 1990 phát triển với nhịp độ cao sau khi nhà máy điện hạt nhân cuối cùng được đưa vào vận hành năm 1998, từ đó trở đi không có thêm tổ máy năng lượng hạt nhân mới nào được cấp phép xây dựng. Các nhà máy điện hạt nhân hiện hành được kéo dài tuổi thọ sẽ đáp ứng nhu cầu điện tăng lên trong những năm tới. Theo kế hoạch các chỉ tiêu kinh tế sản xuất điện sẽ được cải thiện, chi phí vận hành và sửa chữa sẽ giảm bớt. Trong bốn năm tới, để hiện đại hoá các nhà máy điện hạt nhân, Pháp dự kiến chi hơn 250 triệu đôla (20 triệu đôla dành để thay các hệ thống kiểm tra và điều khiển, 130 triệu để thay thiết bị, 30 triệu để thiết kế chế tạo các hệ thống mới, 40 triệu cho sửa chữa thiết bị, 25 triệu để cải biến các hệ thống hiện hành và 5 triệu để nâng cao chất lượng vật liệu kết cấu).

Các nước Viễn Đông

Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan là những quốc gia ở vùng Viễn Đông có ngành năng lượng hạt nhân phát triển với nhịp độ cao nhất (xem bảng). Theo đại diện của các công ty năng lượng hạt nhân Nhật Bản, năng lượng hạt nhân của Nhật Bản cạnh tranh được với các nhà máy nhiệt điện khí. Theo các đánh giá, các nhà máy điện hạt nhân mới với lò phản ứng ABWR sẽ được xây dựng với chi phí đầu tư 1200 - 1300 USD/kW. Trước đây, các lò phản ứng loại này được xây dựng với chi phí 2250 USD/kW. Chương trình năng lượng hạt nhân của Trung Quốc luôn thu hút sự quan tâm của các hãng chế tạo lò phản ứng trên thế giới. Hiện nay Trung Quốc đang tiến hành xây dựng năm tổ máy mới (xem bảng). Năm 2002 Trung Quốc ra thông báo kế hoạch xây dựng một nhà máy điện hạt nhân ở tỉnh Quảng Đông. Hãng Westinghouse Electric tỏ ra đặc biệt quan tâm đến việc làm sao nhận được hợp đồng.

Chương trình phát triển năng lượng hạt nhân của Ấn Độ được thực hiện rất triệt để. Ngoài hai tổ máy đang xây dựng, năm 2002 Ấn Độ đã bắt đầu xây dựng thêm sáu tổ máy nữa. Đồng thời Ấn Độ bắt tay vào thực hiện giai đoạn hai chương trình quốc gia triển khai nghiên cứu lò phản ứng gia tăng nhiên liệu hạt nhân sử dụng thori. Bộ năng lượng hạt nhân đã tán thành xây dựng nhà máy điện hạt nhân thử nghiệm công nghiệp thứ hai với lò phản ứng gia tăng nhiên liệu hạt nhân nơtron nhanh công suất 500 MW. Theo dự kiến, năm 2009 lò phản ứng này sẽ được đưa vào vận hành. Lò phản ứng sẽ sử dụng nhiên liệu cacbua uran - plutoni.

Theo chương trình phát triển kinh tế trong 10 năm, Iran dự kiến xây dựng sáu tổ máy năng lượng hạt nhân công suất đơn vị 1.000 MW, trong đó bốn tổ máy ở Busera (gồm cả tổ máy hiện đang xây dựng có lò phản ứng kiểu nước - nước 1000 MW) và hai tổ máy ở Akhavada. Các doanh nghiệp Nga tham gia xây dựng tổ máy ở Busera, một nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hoá thạch và thăm dò khảo sát trữ lượng các vật mang năng lượng ở Iran. Hoa Kỳ cương quyết yêu cầu Nga phải ngừng hợp tác với Iran trong ngành năng lượng hạt nhân viện cớ lo ngại về vấn đề không phổ biến vũ khí hạt nhân.

Với sự phát triển của thị trường điện ở nhiều nước công nghiệp phát triển, việc xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới gần như bị loại trừ. Thị trường điện tự do, tiến trình cạnh tranh đã phá tan các công ty điện độc quyền và hạn chế bớt siêu lợi nhuận của các công ty điện lực. Nhờ sử dụng công suất dự phòng nên không cần phải xây dựng thêm các nhà máy điện. Tuy nhiên, trong thời gian tới, tình hình có thể thay đổi do nhu cầu công suất điện sẽ tăng lên. Ngoài ra, trong 10 năm tới các tổ máy năng lượng hạt nhân hiện hành dần dần hết thời hạn hoạt động. Phần Lan, Nga hiện đã có kế hoạch thay các tổ máy hiện hành bằng các tổ máy mới. Vấn đề như vậy cũng được đặt ra đối với Italia, các nước Bắc Mỹ và Cận Đông.

Tây Âu có thể sẽ lại quan tâm đến năng lượng hạt nhân nếu vấn đề loại bỏ chất thải phóng xạ được giải quyết triệt để. Kinh nghiệm của Phần Lan đã chứng tỏ vấn đề loại bỏ chất thải phóng xạ có thể được giải quyết nếu có mong muốn. Xử lý phế thải nhiên liệu hạt nhân cho phép giảm 25% nhu cầu về kho chứa, bằng cách như vậy sẽ giảm bớt gánh nặng cho việc loại bỏ chất thải phóng xạ.

Các nhà máy nhiệt điện hạt nhân ở Hoa Kỳ và Canada

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đang nghiên cứu những đề nghị về xây dựng các nhà máy điện hạt nhân ở Hoa Kỳ trong thập niên tới. Trong báo cáo tháng 10/2002 đã đưa ra những khuyến nghị và đánh giá các dự án được lựa chọn. Các chuyên gia tiến hành nghiên cứu các công nghệ triển vọng xử lý chất thải và đánh giá phương pháp chuyển hoá chất thải phóng xạ có sử dụng và không sử dụng chất tăng tốc để giảm khối lượng và độ độc hại của phế thải nhiên liệu hạt nhân.

Uỷ ban điều tiết quốc gia Hoa Kỳ (NRC) đặc biệt quan tâm đến vấn đề cấp phép cho các dự án lò phản ứng ở nhà máy điện hạt nhân mới, đặc biệt là dự án AP600 và AP1000 do các hãng của Hoa Kỳ nghiên cứu chế tạo.

Các công ty chế tạo lò phản ứng trên thế giới rất quan tâm đến việc xây dựng các tổ máy hạt nhân của Hoa Kỳ. Năm 2002, một loạt các dự án được Hoa Kỳ đưa ra để xây dựng, trong đó có dự án ARC-700 và SWR - 1000.

Công ty AECL (Canada) đã giới thiệu dự án mới lò phản ứng nước nặng ARC - 700, mà cơ sở của nó là lò phản ứng CANDU6 (700 MW). Theo dự án này, vào những năm 90 của thế kỷ trước đã có bốn lò phản ứng được xây dựng ở một số nước trên thế giới, hiện nay còn ba lò phản ứng như vậy đang được xây dựng. ARC - 700 (kiểu đã được hiện đại hoá) sẽ có chi phí đầu tư 1.000 USD/kW, chi phí quy đổi để sản xuất điện sẽ là 30 USD/MWh. Theo các chuyên gia, lò phản ứng kiểu này sẽ có thể cạnh tranh được với các nhà máy nhiệt điện khí ở Hoa Kỳ và những quốc gia khác trên thế giới. Chi nhánh của công ty AECL (Canada), đang hoạt động tại Hoa Kỳ, tiến hành nghiên cứu khả năng xây dựng một nhà máy điện hạt nhân mới với lò phản ứng kiểu này tại Hoa Kỳ.

Trong dự án mới có sử dụng những giải pháp kỹ thuật của lò phản ứng CADU6 và những cải tiến của CANDU9. Lò phản ứng công suất 1000 MW cũng đang được nghiên cứu thiết kế.

Các chuyên gia đã đưa những giải pháp sáng tạo vào dự án ACR - 700. Chất tải nhiệt nước nặng truyền thống ở các lò phản ứng này được thay bằng nước nhẹ. Nước nặng chỉ được sử dụng như một chất hãm. Thay cho uran tự nhiên làm nhiên liệu người ta sử dụng uran được làm giàu nhẹ (2%235U). Kết quả là đới hoạt động trở nên gọn nhẹ, lượng nước nặng giảm 75%, điều này làm suất chi phí đầu tư giảm đáng kể. Kích thước đới hoạt động thu hẹp làm cho hệ thống truyền nhiệt đơn giản hơn và giảm bớt kích thước tổ máy. Những cải tiến cơ bản sẽ làm giảm đáng kể các chi phí xây dựng.

Canada tích cực tiến hành nghiên cứu và thử nghiệm nhiên liệu trên cơ sở uran ít được làm giàu tại lò phản ứng NRU. Chất thải phóng xạ được tạo ra trong lò phản ứng ít hơn so với khi sử dụng uran tự nhiên, nhờ vậy chi phí xử lý chất thải giảm bớt.

Hệ thống điều khiển tự động "SMART CANDU", cho phép lò phản ứng hoạt động với công suất lớn hơn so với các lò phản ứng trước đây, nhưng số nhân viên vận hành lại ít hơn.

Các tổ máy năng lượng hạt nhân hiện hành và đang được xây dựng trên thế giới (tính đến 31/12/2002)

Quốc gia

Đang hoạt động

Đang xây dựng

Điện lượng 2001

Số tổ máy

Công suất (MW)

Số tổ máy

Công suất (MW)

TWh

Tỷ trọng (%)

- Achetina

2

935

1

692

6,54

8.19

- Achetina

1

376

1.99

34.82

- Bỉ

7

5.712

44.10

58.03

- Braxin

2

1.901

14.5

4.34

- Bungari

6

3.538

18.24

41.55

- Canada

14

10.018

72.35

12.85

- Trung Quốc

6

4.708

5

3.885

16.68

1.14

- Cộng hoà Séc

5

2.560

1

912

14.75

19.76

- Phần lan

4

2.656

21.88

30.54

- Pháp

59

63.073

401.30

77.07

- Đức

19

21.283

162.30

30.52

- Hungari

4

1.755

14.13

39.09

- Ấn Độ

14

2.503

2

980

17.32

3.72

- Iran

2

2.111

- Hàn Quốc

16

12.990

4

3.820

112.13

39.32

- Litva

2

2.370

11.36

77.58

- mehico

2

1.360

8.11

3.66

- Hà Lan

1

450

3.75

4.16

- Pakitan

2

425

1.98

2.86

- Rumani

1

655

1

650

5.05

10.46

- Nga

30

20.793

2

1.875

125.36

15.40

- Nam Phi

2

1.800

13.34

6.65

- CH Slovakia

6

2.408

2

776

17.10

53.44

- Slovenia

1

676

5.03

38.98

- Tây Ban Nha

9

7.524

61.07

26.87

- Thuỵ Điển

11

9.432

69.20

43.85

- Thuỵ Sĩ

5

3.200

25.29

35.96

- Đài Loan

6

4.884

2

2.700

34.09

21.57

- Vương quốc Anh

33

12.498

82.34

22.44

- Ucraina

13

11.207

4

3.800

71.67

46.36

- Hoa Kỳ

104

97.860

768.83

20.35

- Nhật Bản

54

44.289

3

3.696

321.94

34.26

Tổng cộng

441

356.838

29

25.997

2.543,68

16

(Nguồn: QLNĐ)

0 Comments:

Post a Comment

<< Home