Lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ - Vai trò lớn

Giá uranium tăng đột biến

Uranium của Canada đang thúc đẩy sự bùng nổ năng lượng hạt nhân của thế giới

Mô hình SMR của NuScale (Nguồn: NuScale)

Tuy nhiên, việc hủy bỏ Dự án năng lượng không phát thải carbon của NuScale vào tháng 11 năm 2023 mang nhiều dấu ấn của các nhà máy hạt nhân quy mô lớn thất bại trong những thập kỷ gần đây, đặc biệt là do sự gia tăng chi phí.

Đây có phải là một đòn chí mạng vào phân khúc năng lượng non trẻ này hay chỉ đơn thuần là một cú vấp trên chặng đường? ông David Brown, Giám đốc Quá trình Chuyển đổi Năng lượng tại Wood Mackenzie, người theo dõi tiến độ của các dự án SMR trên toàn cầu, đã trả lời các câu hỏi liên quan trong một bài phỏng vấn của Wood Mackenzie.

Việc hủy bỏ của NuScale có phải là một đòn chí mạng đối với SMR không?

Không hề – các dự án SMR tiếp tục phát triển, đạt 22 GW trong quý 1 năm 2024, tăng 65%, tương đương 8,9 GW, kể từ năm 2021 và báo hiệu làn sóng đầu tư toàn cầu đạt gần 176 tỷ USD. Trong khi việc hủy bỏ Dự án năng lượng sạch của NuScale đã gây ra làn sóng chấn động trong ngành SMR, thì lĩnh vực này vẫn nằm trong danh sách những công nghệ mới nổi mà thế giới cần để hiện thực hóa số ròng bằng 0.

Phân biệt các mô hình nhà máy điện hạn nhân theo công suất (Nguồn: Office of Nuclear Energy)

Trên thực tế, không lâu sau khi NuScale hủy bỏ dự án ở Utah, tại COP28 ở UAE, 22 quốc gia đã đồng ý tăng gấp ba công suất hạt nhân vào năm 2050, từ khoảng 400 GW lên 1.200 GW. Và, trong kịch bản phát thải ròng bằng 0 của WoodMac, SMR chiếm gần một nửa mức tăng tổng công suất hạt nhân 770 GW, ngụ ý rằng công suất sẽ tăng gấp 15 lần – một cơ hội tăng trưởng lớn để các nhà phát triển nắm bắt. Chúng tôi hy vọng SMR sẽ bắt đầu đóng góp vào cơ cấu năng lượng vào giữa những năm 2030.

Ai đang dẫn đầu đà phát triển của SMR?

5 quốc gia với công suất SMR lớn nhất thế giới theo GW (Nguồn: WoodMac)

Mỹ có số lượng dự án nhiều hơn gấp đôi so với bất kỳ thị trường nào khác, chiếm 30% thị phần toàn cầu. Ba Lan, Canada, Anh và Hàn Quốc lọt vào top 5.

Trong số các nhà phát triển, NuScale là công ty lớn nhất với 4,7 GW công suất, chủ yếu tại Mỹ. GE-Hitachi và EDF đứng thứ hai và thứ ba, với tổng công suất ít hơn một nửa so với NuScale.

10 công ty với tổng công suất SMR lớn nhất thế giới theo GW (Nguồn: WoodMac)

Chất lượng của các dự án cũng có quan trọng. GE-Hitachi có danh sách dự án ở giai đoạn tiền phát triển lớn nhất trên toàn cầu, tập trung vào các dự án với Ontario Power Generation ở Canada và Cơ quan quản lý Thung lũng Tennessee ở Mỹ. Các nhà phát triển dự án SMR X-Energy, Last Energy, Rolls Royce và TerraPower là những công ty quan trọng khác đang hoạt động ở Bắc Mỹ hoặc Châu Âu.

Điều gì thúc đẩy nhu cầu về năng lượng hạt nhân, bao gồm cả SMR?

Một động lực lớn là khách hàng yêu cầu năng lượng không khí thải và sử dụng điện 24/7, cả hai đều có thể được cung cấp bởi SMR. Sau 15 năm không thay đổi, tăng trưởng nhu cầu điện đang tăng cao ở một số địa điểm của Mỹ, được thúc đẩy bởi các trung tâm dữ liệu, điện khí hóa giao thông và mở rộng sản xuất. Amazon đã mua một trung tâm dữ liệu được cung cấp năng lượng từ hạt nhân thông thường, một dấu hiệu tích cực cho SMR trong lĩnh vực công nghệ.

Lớp vỏ lò phản ứng hạt nhân đang được hàn bằng phương pháp mới (Nguồn: New Atlas)

Việc SMR có thể được xây dựng theo từng giai đoạn khi nhu cầu mở rộng là một điểm cộng. Trong lĩnh vực công nghiệp, Dow đang khám phá thiết kế lò phản ứng với X-Energy ở Texas để cung cấp năng lượng nền ổn định và nhiệt công nghiệp không carbon.

Vấn đề thời gian cũng vậy. Các công ty điện đã công bố mục tiêu phát thải ròng bằng 0 phải sớm bắt đầu lập kế hoạch đầu tư – và nhiều trong số họ đã chậm tiến độ. Với việc dần dần loại bỏ than đá, PacificCorp là một trong những công ty đáng chú ý vì họ cân nhắc thiết kế SMR của TerraPower.

Tăng trưởng SMR sẽ cất cánh ở đâu?

Mỹ sẽ tiếp tục là thị trường tăng trưởng quan trọng, với các dự án được hỗ trợ bởi tín dụng thuế đầu tư và tín dụng thuế sản xuất được quy định trong Đạo luật Giảm lạm phát. Đạo luật Công nghiệp Net Zero của EU, được đề xuất vào năm ngoái, đã đưa năng lượng hạt nhân vào khung chiến lược của khu vực để đạt được mức phát thải ròng bằng 0. Chúng tôi mong đợi những thông báo tiếp theo về các dự án SMR từ Westinghouse, Rolls Royce và EDF, tất cả đều có danh mục đầu tư còn nhỏ ở châu Âu.

Tương tự, danh sách dự án SMR tại châu Á có quy mô nhỏ và cần tạo đà trong 10 đến 15 năm tới. Chúng tôi ước tính cần có 180 GW công suất SMR để đưa Châu Á vào con đường đạt được phát thải ròng bằng 0. Với cam kết không chắc chắn của Nhật Bản về vấn đề hạt nhân, phần lớn phụ thuộc vào các quyết định chính sách ở Trung Quốc và Hàn Quốc.

Nhà máy điện hạt nhân Emsland ở Lower Saxony, Lingen (Nguồn: CNN)

Thách thức lớn nhất đối với SMR là gì?

Vấn đề luôn đeo bám các nhà phát triển và nhà đầu tư là chi phí. Hy vọng là SMR sẽ phá vỡ khuôn mẫu của các dự án hạt nhân thông thường trong hai thập kỷ qua và các nhà phát triển sẽ cung cấp một sản phẩm với chi phí dễ kiểm soát và dự đoán hơn. Chúng tôi kỳ vọng SMR đầu tiên sẽ có giá khoảng 180 USD/MWh, giảm 40% xuống còn 100 USD/MWh vào năm 2030, nhờ sự đổi mới và mở rộng quy mô.

Có bốn điều cần phải có đối với SMR. Đầu tiên, các nhà đầu tư sẽ cần phải có khoảng thời gian kéo dài nhiều thập kỷ vì việc tiết kiệm chi phí sẽ diễn ra theo thời gian. Thứ hai, sự hỗ trợ của chính phủ cần tập trung vào việc giảm thuế, thời gian cấp phép nhanh hơn và sự hỗ trợ của chính phủ về bao tiêu.

Thứ ba, các chính phủ cần đảm bảo đầu tư vào khả năng cung cấp và làm giàu uranium. Sự biến động giá mạnh mẽ trên thị trường uranium trong 12 tháng qua là rủi ro đối với việc phát triển dự án SMR. Cuối cùng, và quan trọng nhất, khách hàng sẽ cần phải thực tế về chi phí của nguồn điện không phát thải 24/7.

Giá Uranium tăng cao gần đây (Nguồn: WoodMac)

Chính sách hỗ trợ thiết yếu

Hỗ trợ chính sách là rất quan trọng để đẩy nhanh các dự án đến quyết định đầu tư cuối cùng. Một số khu vực đã đưa ra các chính sách mới nhằm thúc đẩy hoạt động gần đây. Đáng chú ý nhất là Mỹ, Anh và Nhật Bản.

Tại Mỹ, Đạo luật Giảm lạm phát cung cấp 30% tín dụng thuế (ITC) cho một nhà máy điện hạt nhân tiên tiến không phát thải sẽ được triển khai sau năm 2025. Các ưu đãi ITC khác bao gồm 10% ITC cho tỷ lệ lượng nội địa và 10% ITC bổ sung để xây dựng SMR trên địa điểm của một nhà máy than đã ngừng hoạt động.

Tại Nhật Bản, sau sự phản đối gay gắt của công chúng, tỷ lệ ủng hộ hạt nhân đã tăng cường kể từ sau cuộc bầu cử của Thủ tướng Kishida và trong bối cảnh giá hàng hóa cao kỷ lục vào năm 2022.

Ở Anh, các mục tiêu của chính phủ và nguồn tài trợ cho lò phản ứng đã trở thành một phần trên con đường đạt tới mức phát thải ròng bằng 0 của quốc gia. Vương quốc Anh đã trao gần 80 triệu USD cho GE-Hitachi và Holtec International để phân tích tính khả thi của SMR.

Ông Brown cho biết: “Trên khắp thế giới, các chính phủ đang đẩy mạnh bằng nhiều cách khác nhau. Đà phát triển gần đây của SMR là kết quả của sự hợp tác công tư mạnh mẽ, bao gồm cả các công ty đã thành lập và mới thành lập trong lĩnh vực hạt nhân.”

Đỗ Khánh

Wood Mackenzie