Trước tình hình khủng hoảng năng lượng hiện nay, thế giới đang chạy đua để đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng. Nhiều quốc gia đang chuyển sang phát triển nguồn năng lượng sạch không thải khí nhà kính như điện hạt nhân, trong đó Mỹ dẫn đầu với số lượng lò phản ứng lớn nhất thế giới (97 lò đang hoạt động). Tuy nhiên, gần đây nước này hầu như không xây thêm lò phản ứng mới. Trong vòng 20 năm, Mỹ chỉ đưa vào hoạt động hai lò lớn là tổ máy 3 và 4 tại nhà máy Vogtle ở bang Georgia.

Mỹ ưu tiên lò phản ứng nhỏ

Theo MIT Technology Review, xây dựng dự án lớn trong ngành công nghiệp hạt nhân hiện nay đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu lên đến hàng tỷ USD và cần chờ hàng thập kỷ để hoàn vốn. Thiết kế phức tạp, hay thay đổi theo quy định cũng làm đội chi phí và thời gian xây dựng. Thu nhỏ kích thước lò phản ứng sẽ giúp giảm bớt vốn đầu tư cần thiết. Lò phản ứng có thể được lắp ráp trong nhà máy thay vì xây tại chỗ, kéo theo giá thành giảm dần theo thời gian.

Các lò phản ứng quy mô nhỏ hơn đang thu hút nhiều sự quan tâm và đầu tư ở Mỹ, bao gồm chương trình thí điểm mới của Bộ Năng lượng (DOE). Năm ngoái, DOE đặt mục tiêu có 3 lò phản ứng thử nghiệm nhỏ đạt trạng thái tới hạn (trạng thái trong đó phản ứng phân hạch hạt nhân diễn ra theo dây chuyền và tự duy trì) vào ngày 4/7/2026.

Tuần trước, công ty Antares tại California, Mỹ đạt cột mốc này với lò phản ứng Mark-0. Đó là lò phản ứng làm mát bằng natri, sử dụng TRISO, viên nhiên liệu nhỏ với cấu trúc 3 lớp bảo vệ uranium ở lõi. Tuy nhiên, Mark-0 chưa có hệ thống biến đổi năng lượng và tản nhiệt. Antares muốn xây hàng loạt lò phản ứng nhỏ, sản xuất từ 100 kilowatt đến 1 megawatt điện (lò lớn hiện nay thường có quy mô gấp 1.000 lần). Theo giám đốc điều hành Jordan Bramble chia sẻ với AP, công ty dự định sản xuất điện cuối 2027 và triển khai rộng rãi vào 2028.

Một công ty khởi nghiệp khác trong chương trình thí điểm của DOE là Radiant đang phát triển lò phản ứng hạt nhân vi mô công suất một megawatt Kaleidos, có thể thay thế máy phát điện diesel, theo Interesting Engineering. Cũng sử dụng hạt nhiên liệu TRISO, lò Kaleidos làm mát bằng khí heli với cấu trúc an toàn, có thể vận chuyển bằng đường hàng không, đường bộ hoặc đường biển. Radiant dự định thử nghiệm lò phản ứng đầu tiên trong năm 2026.

Trung Quốc chú trọng lò phản ứng lớn

Trái ngược với cách tiếp cận sản xuất năng lượng hạt nhân của Mỹ, Trung Quốc đang sản xuất hàng loạt lò phản ứng lớn, bắt đầu với 6 lò mới trong năm 2025 và 2 lò khác trong 5 tháng đầu năm 2026. Quốc gia này đang trên đà vượt cả Mỹ và Liên minh châu Âu về công suất lắp đặt điện hạt nhân vào năm 2030. Tính đến 2024, thời gian trung bình để xây một lò phản ứng mới ở Trung Quốc là 5-7 năm trong khi mức trung bình toàn cầu là 9 năm và hai lò phản ứng mới nhất ở Mỹ mất khoảng 15 năm mới đi vào hoạt động.

Trung Quốc gần như tăng gấp đôi số lò phản ứng hạt nhân kể từ 2016, đạt tổng công suất gần 60 gigawatt. Theo Solar Quarter, tính đến tháng 5/2026, Trung Quốc có 60 lò phản ứng đang hoạt động tại 18 địa điểm. Các nhà máy điện hạt nhân mới gần như đều dùng lò phản ứng nước áp lực quy mô gigawatt.

Theo World Nuclear News, hôm 19/4, tổ máy 1 sử dụng lò phản ứng nước áp lực Hualong 1 công suất 1.116 MW ở nhà máy điện Taipingling tại tỉnh Quảng Đông đã hoạt động liên tục 168 giờ và đi vào vận hành thương mại. Nhà máy Xuwei bắt đầu thi công từ tháng 1 năm nay ở tỉnh Giang Tô sẽ kết hợp hai lò phản ứng nước áp lực Hualong 1 1.208 MW với một lò phản ứng làm mát bằng khí nhiệt độ cao 660 MW.

Trung Quốc đã thiết lập hệ thống quản lý dự án đồng nhất để thiết kế, cấp phép và xây dựng lò phản ứng mới. Các dự án thi công theo từng lô 6 lò hoặc nhiều hơn để tận dụng lợi thế về quy mô. Đây là ý tưởng đem lại lợi thế cho lò phản ứng nhỏ nhưng Trung Quốc đang nỗ lực đạt lợi ích tương tự với những dự án lớn. Lò phản ứng lớn cung cấp nhiều điện hơn cho lưới điện với mức giá thấp hơn. Trong khi lò phản ứng nhỏ cần ít vốn đầu tư ban đầu hơn so với lò lớn, chúng có chi phí đắt hơn tính theo mỗi đơn vị điện sản xuất.

An Khang tổng hợp