Cuộc đua "hồi sinh" năng lượng hạt nhân tại Mỹ

[Romano]

Mỹ là quốc gia sản xuất điện hạt nhân lớn nhất thế giới, chiếm khoảng 1/3 sản lượng toàn cầu. Tuy nhiên, ngành điện hạt nhân trong nước đang suy giảm nghiêm trọng, và điện hạt nhân đang nhanh chóng lão hóa, với nhiều lò phản ứng của quốc gia này dự kiến ​​sẽ ngừng hoạt động trong những năm tới.Việc khôi phục ngành điện hạt nhân tại Mỹ có thể là một lợi ích to lớn cho an ninh năng lượng quốc gia và các mục tiêu khí hậu toàn cầu, nhưng việc xây dựng các nhà máy mới lại vô cùng tốn kém.

Trong vài thập kỷ qua, Mỹ chỉ xây dựng một nhà máy điện hạt nhân mới, đó là Nhà máy Vogtle ở Waynesboro, Georgia. Vogtle được coi là dự án cơ sở hạ tầng tốn kém nhất trong lịch sử Mỹ, với tổng chi phí lên tới 35 tỷ USD sau nhiều năm trì hoãn. Được phê duyệt lần đầu tiên vào năm 2009, lò phản ứng cuối cùng đã đi vào hoạt động vào tháng 4 năm ngoái.

Dự án này được hầu hết mọi người coi là một thảm họa phình to, có khả năng làm chệch hướng đà phục hưng hạt nhân của mỹ. "Nhưng có hai cách để diễn giải câu chuyện cảnh báo mà Vogtle đưa ra. Hoặc bạn nghĩ rằng bài học không phải là xây dựng lò phản ứng mới, hoặc bài học là xây dựng lò phản ứng hạt nhân tốt hơn", Oilprice đưa tin khi dự án kết thúc vào năm ngoái.

Một số phòng thí nghiệm và công ty khởi nghiệp trên khắp nước Mỹ đã chọn phương án thứ hai. Các nhà khoa học và kỹ sư đang nỗ lực tìm cách xây dựng lò phản ứng hạt nhân tốt hơn và rẻ hơn bao giờ hết.

Một trong những trọng tâm lớn nhất của đổi mới hạt nhân là phát triển lò phản ứng module nhỏ (SMR), giúp năng lượng hạt nhân có khả năng mở rộng và hợp lý hóa hơn, giảm chi phí phát triển ban đầu. Những lò phản ứng nhỏ hơn này có thể được sản xuất hàng loạt tại nhà máy bên ngoài và sau đó lắp ráp tại chỗ, tránh được quy trình thiết kế và cấp phép cực kỳ tốn kém của các nhà máy điện hạt nhân truyền thống. Hiện tại, hai mô hình SMR đã được phê duyệt để triển khai tại Mỹ, và nhiều mô hình khác đang được triển khai.

Trong khi đó, Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge đang nỗ lực tích hợp các công nghệ tiên tiến vào thiết kế nhà máy điện hạt nhân để có thiết kế và quy trình hiệu quả hơn, bao gồm in 3D và trí tuệ nhân tạo. Phòng thí nghiệm Quốc gia có trụ sở tại Tennessee cho biết họ đã "phát triển và xác nhận thành công các khuôn đúc composite polymer in 3D quy mô lớn để đúc các kết cấu bê tông phức tạp, có độ chính xác cao, vốn rất khó khăn về mặt kỹ thuật và tốn kém nếu sản xuất bằng các phương pháp thông thường".

Việc sử dụng các khuôn đúc composite in 3D này có thể rút ngắn đáng kể thời gian sản xuất. Thông thường, việc đúc "các thành phần kết cấu phức tạp với hình dạng độc đáo" có thể mất nhiều tuần, nhưng với những khuôn đúc này, các dự án hạt nhân có thể đúc các bộ phận tại chỗ chỉ trong vài ngày và với độ chính xác cao hơn. Thiết kế của khuôn đúc 3D đã được thử nghiệm và xác nhận như một phần của quy trình xây dựng Lò phản ứng Trình diễn Công suất Thấp Hermes tại cơ sở Oak Ridge của Kairos Power.

"Tại ORNL, chúng tôi đang chứng minh rằng tương lai của ngành xây dựng hạt nhân không nhất thiết phải giống như quá khứ", Ryan Dehoff, giám đốc Cơ sở Trình diễn Sản xuất của phòng thí nghiệm, cho biết. “Chúng tôi đang kết hợp năng lực phòng thí nghiệm quốc gia với di sản của MDF trong việc thực hiện những bước tiến lớn, đầy tham vọng - những bước đột phá biến những ý tưởng táo bạo thành giải pháp thực tế - để thúc đẩy năng lượng hạt nhân thương mại mới".

Thời điểm này thật đúng lúc - năng lượng hạt nhân là một ưu tiên hiếm hoi của lưỡng đảng tại Mỹ và bối cảnh chính sách hiện tại đang ủng hộ sự hồi sinh của năng lượng hạt nhân trong nước.

Tại COP28, dưới thời chính quyền Tổng thống Biden, Mỹ là một trong hơn 20 quốc gia đã hợp tác để đưa ra Tuyên bố về Năng lượng Hạt nhân Ba lần. Và cho đến nay, một cách bất thường, chính quyền Tổng thống Trump vẫn chưa có dấu hiệu rút lại lời cam kết đó. Mới đây, Tổng thống Donald Trump đã ký một loạt thỏa thuận hạt nhân với Thủ tướng Vương quốc Anh Keir Starmer, trị giá hàng tỷ USD để mở rộng năng lực sản xuất điện hạt nhân trên cả hai quốc gia.