1. Trang Chủ
  2. Năng lượng
  3. Thực trạng về năng lượng gió, mặt trời và tầm quan trọng của năng lượng hạt nhân

Thực trạng về năng lượng gió, mặt trời và tầm quan trọng của năng lượng hạt nhân

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục đích xác định các bất cập và những điểm hạn chế của năng lượng gió và mặt trời đối với môi trường và xã hội cũng như thay đổi góc nhìn của mọi người về năng lượng hạt nhân. THỰC TRẠNG VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ, MẶT TRỜI VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Trần Tuấn Mạnh, Nguyễn Thụy Xuân Hồng, Nguyễn Khánh Duy, Hà Nguyễn Phước Tấn Viện Đào tạo Quốc tế, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Nguyễn Trần Nhật Vũ TÓM TẮT Nghiên cứu này được thực hiệ

Thể loại Tài liệu miễn phí Năng lượng

Số trang 9

Ngày tạo 4/2/2023 7:56:11 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.47 M

Tên tệp

Tải Thực trạng về năng lượng gió, mặt trời và tầm quan... (.pdf)

Xem mẫu

  1. THỰC TRẠNG VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ, MẶT TRỜI VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Trần Tuấn Mạnh, Nguyễn Thụy Xuân Hồng, Nguyễn Khánh Duy, Hà Nguyễn Phước Tấn Viện Đào tạo Quốc tế, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Nguyễn Trần Nhật Vũ TÓM TẮT Nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục đích xác định các bất cập và những đ ểm hạn chế của năng lượng gió và mặt trời đối với môi trường và xã hội cũng như thay đổi góc nhìn của mọi người về năng lượng hạt nhân. Đồng thời, nghiên cứu cũng so sánh và đư ra những nguyên do tại sao tổng năng lượng gió và mặt trời vẫn chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong cơ cấu sản lượng đ ện trên thế giới cũng như giải thích lý do tại sao năng lượng hạt nhân là loại năng lượng ư việt và là tương lai của nghành năng lượng thế giới. Các thang đo và số liệu được lấy từ nhiều nguồn nghiên cứu uy tín và các viện năng lượng trong cũng như ngoài nước, ví dụ như Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, Viện Năng lượng Hạt nhân (Nuclear Energy Institute), WHO, Hiệp hội Hạt nhân Hoa Kỳ American Nuclear Society, nhà hoạt động môi trường Schellenberger. Từ khóa: năng lượng, mặt trời, gió, hạt nhân, tầm quan trọng. 1 VẤN ĐỀ CHUNG VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ MẶT TRỜI 1.1 Năng lượng gió Gió là dạng năng lượng rất khó xác định. Loại năng lượng này hoàn toàn không chắc chắn và thiếu tin cậy. Mỹ và Trung Quốc là hai cường quốc có lượng trang trại gió lớn nhất thế giới. Dẫn đầu là Trung Quốc với sản lượng đ ện lên đến 188GW (GigaWatts); theo sau là Mỹ với tổng sản lượng là 89 GW. Mỹ là một trong những nước hàng đầu trên thế giới về số lượng nông trại năng lượng gió trên thế giới, và là cường quốc về năng lượng gió ở trên đất liền. Tuy có nhiều nông trại gió được lắp đặt, song gió vẫn không hoàn toàn có sẵn quanh năm ở những vùng Đ ng Nam nước Mỹ. Trên toàn bộ lục địa Mỹ, gió thổi mạnh nhất vào mùa Đ ng và chủ yếu chỉ vào các bang hẻo lánh xa các trung tâm đ ng đ c, nơ cần nhiều năng lượng gió nhất. Hầu hết các nguồn gió lớn ở Mỹ sẽ không được khai thác tốt nhất vì đơn giản là vì chúng ở quá xa các thành phố và sự thay đổi liên tục của gió một phần là theo mùa. 1257
  2. Hình 1. Sự dao động của gió trong 24 giờ 1.2 Năng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời là dạng năng lượng được sử dụng phổ biển ở nhiều nơ trên thế giới, nên không thể phủ nhận nguồn năng lượng lớn và gần như là ĩnh cửu này. Trung Quốc là một trong những nước nổi bật nhất trong ngành khai khác nguồn năng lượng từ mặt trời. Đ ển hình, chỉ vào năm 2019, Trung Quốc đã tạo ra 234 TWh (Terawatt Hour). Tuy vậy việc khai thác nguồn năng lượng khổng lồ này lại không hề dễ dàng khi phải chịu ảnh hưởng của tự nhiên và lớn nhất là sự chuyển đổi giữa ngày và đ m Lượng ánh sáng mặt trời cũng phân bố không đồng đều và liên tục khiến việc khai thác vẫn chư triệt để. Cụ thể là vào mùa mư hay mùa đ ng, ánh sáng mặt trời bị giảm đ đáng kể và ảnh hưởng không nhỏ đến việc khai thác nguồn năng lượng này. Phân bố lượng ánh sáng không đồng đều cũng khiến các nhà máy phải bù đắp liên tục cho những nguồn dự trữ bị thiếu hụt hoặc phải đáp ứng quá lớn vào những ngày có nắng to. Hình trên thể hiện rõ sự phân bố không đồng đều của lượng ánh sách mặt trời ở Trung Quốc. Lượng ánh sánh tập trung nhiều nhất ở những vùng thư thớt và rất xa các thành phố lớn dẫn đến việc các công ty, tổ chức hay chính phủ cũng phải bỏ ra một lượng tiền không nhỏ nếu muốn lấy được nguồn năng lượng khổng lồ này. 1.3 Hạn chế trong việc chuyển hóa năng lượng và trữ năng lượng điện Theo thống kê, nhu cầu năng lượng thế giới hiện tăng nhanh gấp khoảng 2 lần so với tốc độ tăng trưởng thu nhập bình quân đầu người. Trong nhiều năm trở lại đâ , nhu cầu năng lượng đã tăng cao và chư có dấu hiệu giảm về tốc độ. Hiện nay dân số thế giới đ ng ở mức 7 tỷ người. Đến năm 2030 con số này theo dự đoán có thể đạt đến 8,5 tỷ tương đương với việc con người sẽ cần thêm 40% nhu cầu về năng lượng, và kết quả là, số lượng người 1258
  3. thuần túy cộng với thiết bị đ ều hòa không khí bổ sung, thiết bị đ ện tử mới, ô tô, máy bay, du hành ũ trụ, sẽ làm tăng đáng kể nhu cầu năng lượng. Vì vậy, vấn đề đảm bảo năng lượng trong bối cảnh dân số tăng nhanh cũng như việc ứng phó với những tác động của biến đổi khí hậu đ ng là những thách thức lớn không chỉ cho riêng Việt Nam mà cho toàn nhân loại. Việc hướng tới sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo là xu thế tất yếu, một trong những cách giúp giải quyết vấn đề tăng nhu cầu năng lượng hiện nay. 1.3.1 Phương pháp chuyển hoá Mối quan tâm lớn đầu tiên là khả năng đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của năng lượng tái tạo. Theo thống kê cho thấy rằng, hàng năm, thế giới tiêu thụ 35 tỷ thùng dầu. Các nhà khoa học ước tính chúng ta đã dùng hết 40% trữ lượng dầu và cho rằng sự lệ thuộc quá lớn vào nhiên liệu hóa thạch này đ ng là nguyên nhân chính gây ra sự ô nhiễm Trái Đất; dầu và khí đốt sẽ bị cạn kiệt trong khoảng 50 năm nữa và 100 năm nữa đối với than đá. Dựa trên xu hướng cung và cầu năng lượng hiện nay, tuy vậy, nhiên liệu hóa thạch vẫn là nguồn năng lượng chính với hơn 80% đóng góp vào nhu cầu toàn cầu, đ ều này cho thấy nhiên liệu hóa thạch chiếm ư thế như thế nào do độ tin cậy của nó so với năng lượng tái tạo. Ngoài ra, còn có những bất ổn với năng lượng tái tạo và các nghiên cứu mở rộng đ ng diễn ra và việc cải thiện tính khả thi của việc chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo vẫn đ ng ở giai đoạn ơ bộ. Chỉ với chư đầy 20% đầu vào, tiềm năng của năng lượng tái tạo trở thành một nguồn năng lượng chính trong tương lai vẫn còn là một đ ều nghi vấn. Vì vậy, để chuyển đổi 100% sang việc sử dụng năng lượng tái tạo ta cần đến một nguồn năng lượng rẻ và dễ khai thác. Năng lượng tái tạo là năng lượng từ những nguồn liên tục mà theo quan đ ểm hiện tại của con người là vô hạn như năng lượng mặt trời, sinh khối, gió, mư , thủy triều, sóng và địa nhiệt. Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái tạo là tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đư vào trong các sử dụng kỹ thuật. Năng lượng tái tạo thay thế các nguồn nhiên liệu truyền thống trong 4 lĩnh vực gồm: Phát đ ện, đ n nóng, nhiên liệu động cơ, và hệ thống đ ện độc lập nông thôn. Chi có khoảng 16% lượng tiêu thụ đ ện toàn cầu từ các nguồn năng lượng tái tạo, với 10% trong tất cả năng lượng từ sinh khối truyền thống, chủ yếu được dùng để cung cấp nhiệt, và 3,4% từ thủy đ ện. Ứng dụng năng lượng toàn cầu là một hệ thống vô cùng phức tạp bởi vì mỗi dạng nhiên liệu sẽ cần những phương pháp công nghệ chuyển đổi khác nhau. Vấn đề đầu tiên của năng lượng tái tạo là phương pháp trữ lượng đ ện. Dù rằng hiện nay công nghệ đã được cải tiến ượt bậc để có thể thu được toàn bộ năng lượng tái tạo. Mặt trời tỏa ra liên tục có thể cung cấp khoảng 1.173 triệu tỷ Watts năng lượng mặt trời cho Trái đất, gấp 10.000 lần nhu cầu hiện tại của ta. Và theo tính toán, ta cần có một bề mặt có diện tích vài trăm nghìn km2 để có thể đáp ứng được lượng đ ện năng sử dụng hiện tại của con người bao gồm tất cả các hoạt động của lò ưởi, thang máy, máy tính, và mọi thiết bị dùng trong sinh hoạt, kinh doanh, sản xuất, vận tả ,… Do vậy, những rào cản ở đâ được nhắc đến là hiệu suất và hệ thống truyền tải đ ện. Để tối ư hóa hiệu suất, các trạm năng lượng phải được xây ở nơ có mặt trời chiếu sáng quanh năm như sa mạc, nhưng những nơ đó lại rất xa khu vực đ ng dân cư – nơ có nhu cầu năng lượng cao nhất. Ngoài năng lượng đ ện từ mặt trời ra chúng ta còn có các dạng năng lượng tái tạo khác như là địa nhiệt và nhiên liệu sinh khối, tuy nhiên chúng đều bị hạn chế về 1259
  4. tính sẵn có và địa đ ểm khai thác. Theo nguyên tắc, một mạng lưới truyền tải đ ện năng với mạng lưới đ ện g ăng khắp toàn cầu sẽ giúp ta truyền tải năng lượng từ nơ chúng được tạo ra đến nơ cần sử dụng nhưng để xây dựng một hệ thống có quy mô lớn như vậy thì vô cùng tốn kém. Hệ thống hạ tầng để truyền tải đ ện cũng cần phải thay đổi toàn diện. Hiện tại, năng lượng hao phí ở mức 6-8% trên tổng lượng đ ện năng truyền đ vì đường dây kim loại có đ ện trở sẽ tỏa năng lượng. Dây càng dài, đ ện trở càng lớn, càng mất nhiều năng lượng, tuy vậy vật liệu siêu dẫn cũng không phải là giải pháp tốt nhất để truyền tải đ ện mà không tốn hao phí vì chúng chỉ hoạt động trong đ ều kiện được làm lạnh. 1.3.2 Mật độ năng lượng Một thách thức khác cho ngành nghiên cứu khoa học về năng lượng tái tạo chính là cất trữ năng lượng tái tạo ở dạng có thể dễ dàng vận chuyển. Giống như năng lượng gió, năng lượng mặt trời cũng không liên tục. Rõ ràng, các tấm pin mặt trời phụ thuộc vào mặt trời để cung cấp năng lượng. Việc lư trữ năng lượng rất tốn kém và các hệ thống lư trữ, chẳng hạn như pin có thể đáp ứng nhu cầu, đ ều này làm cho năng lượng mặt trời ổn định hơn so với gió, nhưng công nghệ năng lượng mặt trời rất đắt tiền. Gần đâ , ta đã có ước tiến đột phá trong việc sản xuất pin Li-ion với trọng lượng nhẹ và mật độ năng lượng cao. Nhưng thậm chí 1 kg pin loại tốt nhất cũng chỉ trữ được 2,5 MJ (mega Jun) thấp hơn 20 lần so với năng lượng 1 kg ăng cung cấp. Để có thể cạnh tranh được, xe hơ cần nhiều pin để trữ nhiều năng lượng hơn mà giá thành không tăng Đ ều này càng khó hăn hơn cho các phương tiện có kích thước lớn hơn như tàu thuyền và máy bay. Để nặp đủ năng lượng cho một máy bay xuyên Đại Tây Dương, chúng ta cần có khoảng 1.000 tấn pin, đ ều này cùng là một ước ngoặt để có thể giải quyết các vấn đề liên quan đến công nghệ về vật liệu mới, mật độ năng lượng cao hơn và khả năng lư trữ tốt hơn Năm 2018, gió và mặt trời ước tính chiếm khoảng 2% năng lượng ơ cấp, phần còn lại chủ yếu đến từ đ ện hạt nhân, thủy đ ện và sinh khối. Tính thất thường của gió và mặt trời, hay hiệu suất gián đoạn, hiệu suất năng lượng cực kỳ thấp tính trên mức năng lượng đầu tư (ERoEI), mật độ năng lượng thấp. Hầu như mọi tấm pin năng lượng mặt trời và mọi cối xay gió đều phải có nguồn dự phòng cho những lúc gió không thổi, hoặc mặt trời không chiếu sáng. Năng lượng gió sạch và có thể tái tạo, có chi phí vận hành thấp và tiết kiệm không gian, nhưng khả năng tạo ra đ ện của tuabin gió phụ thuộc vào thời tiết. Do đó, việc dự báo chính xác lượng đ ện mà tuabin gió sẽ tạo ra có thể là một vấn đề. Nếu gió quá thấp vào bất kỳ ngày nào, rôto của tuabin sẽ không quay, gây ra thiếu năng lượng được tạo ra vào những thời đ ểm nhu cầu cao đ ểm. Để khắc phục vấn đề này, sẽ cần phải có một số loại dự trữ năng lượng, hiện vẫn chư được tìm thấy. Trên thực tế, không có diện tích đất nào đủ lớn để đảm bảo rằng luôn có gió, hoặc mặt trời. Việc một lục địa như Bắc Mỹ trải qua một, hoặc hai ngày không có nắng, hoặc không có gió ở bất kỳ đâ đ ng xảy ra vài năm một lần, có thể ít nhất một lần trong một thập kỷ. 2 ĐỊNH KIẾN VÀ CÁC THẢM HOẠ VỀ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 2.1 Định kiến về năng lượng hạt nhân Khi bàn đến vấn đề đâ sẽ là nguồn năng lượng thay thế cho năng lượng hóa thạch, hầu hết mọi người đều nghĩ ngay tới các tấm pin mặt trời hay tua-bin gió. Năng lượng hạt nhân lại thường bị bỏ qua trong những cuộc thảo luận về năng lượng sạch trên các trang 1260
  5. mạng xã hội dù cho đâ là nguồn đ ện thải ra lượng carbon thấp thứ hai trên thế giới chỉ sau thủy đ ện. Theo một cuộc thăm dò của công ty Ipsos năm 2014, năng lượng hạt nhân là một trong những loại hình năng lượng ít phổ biến. Chỉ có 28% người cho rằng họ thích loại hình năng lượng hạt nhân. Con số đó thấp hơn nhiều nếu so sánh với các nguồn năng lượng xanh khác như mặt trời (85%) và năng lượng gió (78%). Thậm chí dầu mỏ cũng có tỷ lệ đánh giá tốt hơn với 30%. Các nước đ ng phát triển mạnh nhất gồm Ấn Độ và Trung Quốc đ ng xây dựng các nhà máy đ ện hạt nhân mới, trong khi ở các nước phát triển có sự cắt giảm về năng lượng hạt nhân. Theo đánh giá của nhà hoạt động môi trường Schellenberger, vì nỗi sợ về năng lượng hạt nhân này, thế giới có thể sẽ đánh mất năng lượng sạch gấp bốn lần so với số lượng đã mất trong mười năm qua. Nỗi sợ năng lượng hạt nhân có liên quan đến ba yếu tố: khả năng rò rỉ, vấn đề chôn cất chất thải và mối liên quan tới ũ khí hạt nhân. 2.2 Các thảm họa hạt nhân Những con số thương vong trong các vụ thảm họa hạt nhân nổi tiếng góp phần không nhỏ trong việc hình thành định kiến của mọi người về loại năng lượng này. Theo nghiên cứu của một trong những tạp chí y học lớn nhất – Lancet, Năng lượng hạt nhân là an toàn nhất trong số tất cả các nguồn năng lượng khác. Nó an toàn hơn so với tua-bin đ ện gió và các tấm pin mặt trời. Chỉ sau các tai nạn hạt nhân tại đảo Three Mile ở Hoa Kỳ (1979), Chernobyl ở Liên Xô cũ (1986) và nhất là thảm họa tại nhà máy đ ện hạt nhân Fukushima năm 2011 ở Nhật Bản do động đất, sóng thần gây ra đã khiến mọi người hoảng sợ và quy kết những thiệt hại to lớn của những tai nạn này cho đ ện hạt nhân. Tuy nhiên, trên thực tế, nếu so sánh với các loại hình khai thác năng lượng khác như than, dầu mỏ thì sự an toàn của đ ện hạt nhân được chứng minh không phải là mối nguy hiểm tương đối. Không ai chết vì bức xạ tại Three Mile Island hay Fukushima, và chỉ có ít hơn 50 người đã chết trong tai nạn Chernobyl trong vòng 30 năm sau tai nạn hạt nhân này. 2.2.1 Thảm hoạ hạt nhân Chernobyl, Ukraine năm 1986 – Cấp độ 7 Thảm họa hạt nhân Chernobyl xảy ra vào ngày 26/04/1986 khi nhà máy đ ện hạt nhân Chernobyl ở Pripyat, Ukraina (khi ấy còn là một phần của Liên bang Xô viết) bị nổ tại lò phản ứng số 4. Đâ được coi là vụ tai nạn hạt nhân trầm trọng nhất trong lịch sử năng lượng hạt nhân. Một nhóm nghiên cứu quốc tế gồm hơn 100 nhà khoa học đã kết luận rằng, có hơn 4.000 người tử vong vì phơ nhiễm phóng xạ từ vụ tai nạn nhà máy đ n hạt nhân Chernobyl vào gần 20 năm trước. Tuy nhiên, tính đến giữa năm 2005, số liệu của 1261
  6. WHO đư ra có ít hơn 50 người chết do bức xạ trực tiếp từ thảm họa, hầu hết tất cả đều là nhân viên cứu hộ bị phơ nhiễm nặng, nhiều người đã chết trong vài tháng sau vụ tai nạn nhưng những người khác đã chết vào cuối năm 2004. Chứng tỏ số liệu thống kê trước đó đã bị phóng đại quá mức. 2.2.2 Fukushima, Nhật Bản năm 2011 – Cấp độ 7 Vào năm 2011, trận động đất mạnh 9 độ richter gây ra thương vong ước tính khiến gần 20.000 thiệt mạng hoặc mất tích và xóa sổ nhiều thị trấn. Tại nhà máy đ ện hạt nhân Fukushima Dai-ichi ở tỉnh Fukushima, cơn sóng khổng lồ cao hơn 14 mét đã tràn qua các hệ thống bảo vệ và làm ngập các lò phản ứng, gây ra thảm họa nghiêm trọng. Thảm họa đã làm tê liệt nhà máy đ ện Fukushima Dai-ichi, buộc hơn 160.000 cư dân phải ơ tán theo lệnh hoặc tự nguyện vì rò rỉ phóng xạ trong không khí, theo Reuters. Theo báo cáo kết luận từ tổ chức y tế thê giới WHO về thảm họa hạt nhân Fukushima vào năm 2013 chỉ ra rằng: thảm họa hạt nhân Fukushima sẽ không làm tăng tỷ lệ mắc ung thư của người dân trong khu vực. Các nhà khoa học Nhật Bản lẫn nước ngoài tin rằng ngoài khu vực xung quanh nhà máy, rủi ro về phóng xạ tương đối thấp. Không có trường hợp tử vong do phơ nhiễm sau sự cố Fukushima. Khoảng 1,5 nghìn người bị chết sau khi họ được chuyển đ ơ tán ra khỏi viện ưỡng lão và bệnh viện. Lý do là những người này đã bị phơ nhiễm một lượng lớn phóng xạ chỉ vì họ được ơ tán, chuyên chở đ trên một khoảng cách quá dài ở bên ngoài. Vì thế, hậu quả thương vong do tai nạn hạt nhân vừa nêu trên là kết quả của sự hoảng loạn, chứ không vì mức độ nghiêm trọng của tai nạn. 3 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 3.1 Những vượt trội của năng lượng hạt nhân 3.1.1 Năng lượng hạt nhân bảo vệ chất lượng không khí Ư đ ểm lớn nhất của nguồn năng lượng này là không tạo ra các khí thải nhà kính như carbon dioxide, methane, ozone, chlorofluorocarbon) trong phản ứng hạt nhân. Khí thải nhà kính là một mối đe dọa lớn cho môi trường sống, gây ra sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậuTheo Viện Năng lượng Hạt nhân (NEI), nhờ có năng lượng hạt nhân, Hoa Kỳ đã giảm được hơn 476 triệu tấn khí thải carbon dioxide tương đương với việc dừng sử dụng 100 triệu xe hơ lư thông trên đường và nhiều hơn tất cả các nguồn năng lượng sạch khác cộng lại vào năm 2019. Phản ứng hạt nhân không tạo ra các khí thải, nên có rất ít ảnh hưởng đến môi trường. Theo Viện Năng lượng Hạt nhân (NEI), nhờ có năng lượng hạt nhân, Hoa Kỳ đã giảm được hơn 476 triệu tấn khí thải carbon dioxide tương đương với việc dừng sử dụng 100 triệu xe hơ lư thông trên đường và nhiều hơn tất cả các nguồn năng lượng sạch khác cộng lại vào năm 2019. Do đó, năng lượng hạt nhân duy trì chất lượng không khí bằng cách loại bỏ hàng ngàn tấn chất gây ô nhiễm có hại là tác nhân dẫn tới mư axit, khói bụi, ung thư phổi và bệnh tim mạch. Trong khi đó, ngày càng có nhiều các nhà khoa học chuyên về bức xạ, khí hậu và sức khỏe cộng đồng đ ng cho rằng các nhà máy đ ện hạt nhân là yếu tố quan trọng để cứu rỗi nhân loại. Trong cuốn sách gây được tiếng vangcủa mình nhan đề “Năng lượng: Lịch sử nhân 1262
  7. loạ ”, nhà sử học đoạt giải Pulitzer, Richard Rhode lư ý rằng trong năm 2013, các nhà khoa học khí hậu Pushker Kharecha và James Hansen đã phát hiện ra rằng “đ ện hạt nhân đã ngăn chặn trung bình 1,84 triệu ca tử vong do ô nhiễm không hí” Và đó là trước khi tính đến những hậu quả tiềm ẩn của biến đổi khí hậu do việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch để sản xuất đ ện năng 3.1.2 Diện tích cần thiết để xây dựng một nhà máy hạt nhân Mặc dù tạo ra một lượng lớn năng lượng không chứa carbon, năng lượng hạt nhân vẫn tạo ra nhiều đ ện hơn trên diện tích đất ít hơn bất kỳ nguồn không khí sạch nào khác. Theo phân tích của Viện Năng lượng Hạt nhân NEI (Nuclear Energy Institute), các trang trại đ ện gió cần diện tích đất gấp 360 lần để sản xuất lượng đ ện tương đương với một cơ sở năng lượng hạt nhân 1.000 megawatt ở Hoa Kỳ. Các cơ sở đ ện mặt trời (PV) đ hỏi diện tích đất gấp 75 lần. Một cơ sở năng lượng hạt nhân chiếm diện tích khu ược đất nhỏ, khoảng 1,3 dặm vuông trên 1.000 MW công suất lắp đặt. Con số này dựa trên diện tích đất trung bình của 59 địa đ ểm nhà máy hạt nhân ở Hoa Kỳ. Ngoài ra, các cơ sở năng lượng hạt nhân có hệ số công suất trung bình là 90%, cao hơn nhiều so với các nguồn năng lượng gián đoạn như gió và mặt trời. Từ đó có thể so sánh chúng ta cần 3 triệu tấm pin mặt trời để cho ra một sản lượng đ ện như công suất của một lò phản ứng thương mại thông thường hay hơn 430 tuabin gió chư bao gồm hệ số công suất). 3.1.3 Năng lượng hạt nhân giảm chất thải xuống mức tối thiểu Mật độ phân tử trong nhiên liệu hạt nhân cao hơn khoảng 1 triệu lần so với các nguồn năng lượng truyền thống khác. Do đó, tất cả nguồn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng từng được sản xuất bởi ngành công nghiệp hạt nhân thương mại kể từ cuối những năm 1950 sẽ bao phủ một sân bóng đá ở độ sâu ưới 1m. Đ ều đó có vẻ nhiều, nhưng các nhà máy than tạo ra lượng chất thải tương đương trong mỗi giờ. Nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng vẫn có thế được tái sử dụng thành nhiên liệu mới hoặc trở thành sản phẩm phụ. Hơn 90% năng lượng tiềm năng của nó vẫn còn trong nhiên liệu, ngay cả sau 5 năm hoạt động trong lò phản ứng. Do đó một số thiết kế lò phản ứng tiên tiến hiện đ ng được phát triển để có thể sử dụng được cả nhiên liệu đã qua sử dụng. Chương 1263
  8. trình NICE Future Initiative là một trong những nỗ lực của Bộ trưởng Bộ Năng lượng nhằm đảm bảo năng lượng hạt nhân sẽ được xem xét trong kế hoạch phát triển các hệ thống năng lượng sạch tiên tiến trong tương lai. 4 KẾT LUẬN Đ ện hạt nhân vẫn chư khai thác hết tiềm năng vốn có của nó; tuy nhiên, ngày càng có nhiều các nhà khoa học chuyên về bức xạ, khí hậu và sức khỏe cộng đồng chung tay ủng hộ, bảo vệ và mở rộng các nhà máy đ ện hạt nhân trên thế giới, từ Illinois và New York ở Hoa Kỳ cho đến các quốc gia khác như Hàn Quốc và Pháp. Hiện nay, sau các vụ tai nạn hạt nhân, các nhà khoa học bức xạ với sự ủng hộ của chính phủ Anh và Ấn Độ đ ng kêu gọi các chính phủ giữ bình tĩnh và tiếp tục ủng hộ đ ện hạt nhân. Cũng từ sự kiện hạt nhân Fukushima, đ ện hạt nhân thế giới vẫn đ ng trên đà phát triển theo chiều hướng ổn định. Theo số liệu tháng 06/2018 của Hiệp hội Hạt nhân Thế giới, công suất của 450 nhà máy đ ện hạt nhân đ ng vận hành tại 30 quốc gia kể cả Đà Loan đạt khoảng 390 GWe, cao nhất trong lịch sử đ ện hạt nhân thế giới (sau đ ện than, khí thiên nhiên, thủy đ ện), và đóng góp 11% đ ện năng toàn cầu. Khoảng 50 nhà máy đ ện hạt nhân mới đ ng được xây dựng ở 13 quốc gia, chủ yếu ở Trung Quốc, Ấn Độ, UAE và Nga. Theo xu thế mới, châu Á là nơ tiếp nhận công nghệ và thực hiện nhiều dự án hạt nhân lớn trên thế giới, trở thành nơ thúc đẩy công nghệ hạt nhân để phục vụ cho những mục tiêu phát triển kinh tế và nhu cầu xã hội cho những quốc gia như Trung Quốc, Ấn Độ, UAE, Bangladesh, Hàn Quốc, v.v.Tại Nhật Bản, quốc gia hứng chịu tai nạn hạt nhân Fukushima năm 2011, cho đến nay đã có 9 tổ máy được tái khởi động và đ ng vận hành, phát đ ện. Mới đâ nhất, sau khi đáp ứng các đ ều kiện theo tiêu chuẩn an toàn hạt nhân mới, 2 lò phản ứng – Genkai-3 và Genkai-4 – đã được tái khởi động lần lượt vào tháng 03/2018 và 06/2018. Theo đánh giá, từ tháng 3/2019 sẽ có ít nhất từ 10 đến 15 lò phản ứng hạt nhân nữa tiếp tục được kết nối lưới đ ện tại đâ , cho thấy đ ện hạt nhân đ ng từng ước trở lại với quốc gia này. Với sự trở lại của đ ện hạt nhân Nhật Bản, có thể thấy rằng đ ện hạt nhân sẽ là một lựa chọn khả ĩ cho bài toán năng lượng của nhiều quốc gia trên thế giới trong bối cảnh đối phó với biến đổi khí hậu. Đ ện hạt nhân nhiều khả năng sẽ phục hồi trở lại và phát triển mạnh một cách an toàn hơn, kinh tế hơn và là nguồn đ ện sạch không phát thải khí nhà kính. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Fear of radiation is more dangerous than radiation itself (5 July 2017), from https://aeon.co/ideas/fear-of-radiation-is-more-dangerous-than-radiation-itself [2] Global report on Fukushima nuclear accident details health risks (28 February 2013), from https://www.who.int/mediacentre/news/releases/2013/fukushima_report_20130228/en/ [3] RADIATION PROTECTION N° 183EU Scientific Seminar 2014" Fukushima – Lessons learned and issues".Proceedings of a scientific seminar held in Luxembourg on 18 November 2014, from https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/RP183%20%28final%20with%2 0cover%29.pdf [4] Health risk assessment from the nuclear accident after the 2011 Great East Japan Earthquake and Tsunami based on a preliminary dose estimation(11 August 2013), from http://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/78218/9789241505130_eng.pdf;jsessio nid=03DBE33EFC30E4169ED5E31B8AEE97E4?sequence=1 1264
  9. [5] What Happened and What Didn't in the TMI-2 Accident(July 11, 2012), from https://ans.org/pi/resources/sptopics/tmi/whathappened.php [6] Chính nỗi sợ năng lượng hạt nhân đã gây hại cho môi trường như thế nào? (14/07/2020), from https://vinatom.gov.vn/chinh-noi-so-nang-luong-hat-nhan-da-gay- hai-cho-moi-truong-nhu-the-nao/ [7] Pushker Kharecha and James Hansen, “Pre ente Mortalityand Greenhouse Gas Emissions from Historical and projected n cle rpo er,” Environmental Science and Technolog ,” (March 15, 2013), from https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/es3051197 [8] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Nuclear Power Reactors in the World, Reference Data Series No. 2, IAEA, Vienna (2011), from https://www- pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/RDS2_web.pdf [9] The U.S. without Nuclear Energy: A Report on the Public Impact of Plant Closures, ANS Special Committee on Nuclear in the States (April 2016), from http://cdn.ans.org/pi/publicpolicy/docs/the-us-without-nuclear-energy-report.pdf [10] IEA (2021), "World energy balances", IEA World Energy Statistics and Balances (database), (accessed on 12 May 2021), from https://doi.org/10.1787/data-00512-en [11] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and Effects of Ionizing Radiation. Annex D: Health Effects due to Radiation from the Chernobyl Accident (August 2011), from http://www.unscear.org/docs/reports/2008/11- 80076_Report_2008_Annex_D.pdf [12] Nuclear Waste Part of being a responsible, clean energy source is safely handling waste, from https://www.nei.org/fundamentals/nuclear-waste [13] What Happens to Nuclear Waste in the U.S.?, HANNAH HICKMAN November 19, 2019, from https://www.nei.org/news/2019/what-happens-nuclear-waste-us [14] What Every Governor Needs to Know About Nuclear Energy(March 2021), from https://www.nei.org/CorporateSite/media/filefolder/resources/fact-sheets/What- Governors-Need-To-Know-030921.pdf [15] Benjamin K. Sovacool, Chukwuka G. Monyei. Positive Externalities of Decarbonization: Quantifying the Full Potential of Avoided Deaths and Displaced Carbon Emissions from Renewable Energy and Nuclear Power. Environmental Science & Technology (March 12, 2021), from https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.1c00140 [16] Why nuclear ,from http://generationatomicp1.webflow.io/why-nuclear 1265
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học