Ngành điện hạt nhân của Mỹ đang hồi sinh mạnh mẽ khi các công ty điện lực, công nghệ và các chương trình liên bang đầu tư vào việc khởi động lại các nhà máy, lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) và các lò phản ứng thế hệ tiếp theo để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và tăng cường độ tin cậy của lưới điện.
Những điểm nổi bật chính
- Mỹ đã chứng kiến sự hồi sinh chậm chạp của năng lượng hạt nhân, với các dự án gần đây như nhà máy Vogtle và việc khởi động lại tổ máy số 1 của nhà máy Three Mile Island báo hiệu những tiến bộ thận trọng.
- Sự hỗ trợ của chính phủ liên bang thông qua Văn phòng Bảo lãnh Khoản vay của Bộ Năng lượng và các sáng kiến chính sách nhằm mục đích đẩy nhanh việc triển khai các lò phản ứng tiên tiến và các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) trên khắp cả nước.
- Các công ty tư nhân và các tập đoàn công nghệ lớn đang đầu tư vào các dự án hạt nhân, bao gồm nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân và phát triển lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR), nhằm đa dạng hóa và hiện đại hóa cơ cấu năng lượng.
- Quản lý chi phí, phát triển chuỗi cung ứng và đào tạo nguồn nhân lực là những yếu tố quan trọng để mở rộng quy mô xây dựng nhà máy điện hạt nhân và giảm chi phí.
- Những hạn chế về chính sách ở một số tiểu bang và các rào cản pháp lý vẫn là những thách thức, nhưng những nỗ lực của chính phủ liên bang và những đổi mới công nghệ đang mở đường cho một tương lai sử dụng năng lượng hạt nhân
Đã có thời điểm Mỹ là quốc gia dẫn đầu trong việc sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình, và kể từ đó, Pháp, Nga, Nhật Bản và Trung Quốc, ở các thời điểm khác nhau, đã đảm nhận vai trò lãnh đạo trong ngành công nghiệp hạt nhân toàn cầu. Tuy nhiên, từ rất lâu trước khi tôi bắt đầu viết về năng lượng, đã có những người mong muốn thấy Mỹ một lần nữa đóng vai trò hàng đầu trong lĩnh vực phân hạch hạt nhân.
Trở lại năm 2008, khi tôi mới bắt đầu viết bài cho ngành này, các biên tập viên hướng dẫn tôi đã giải thích rằng mọi thứ đã chậm lại đáng kể sau sự cố Three Mile Island, nhưng Tổng thống đắc cử Barack Obama và Đạo luật Phục hồi và Tái đầu tư Hoa Kỳ năm 2009 (ARRA) cùng các chương trình bảo lãnh khoản vay cho các dự án vốn lớn về lưới điện dường như hứa hẹn một "Thời kỳ Phục hưng Hạt nhân" được chờ đợi từ lâu.
Theo thời gian, tôi nghe thấy thuật ngữ đó ngày càng ít đi khi các dự án điện hạt nhân mới khởi động chậm chạp và các dự án hạt nhân nhỏ hơn với công nghệ mới hơn không thành hiện thực. Trong khi đó, tai nạn Fukushima và chính sách chuyển đổi năng lượng của Đức (Energiewende) càng làm tổn hại thêm hình ảnh của điện hạt nhân. Công ty Southern Co. và các tổ máy số 3 và 4 của nhà máy Vogtle là những ví dụ thành công hiếm hoi mà những người ủng hộ điện hạt nhân có thể chỉ ra. Các lò phản ứng đã được xây dựng - những lò phản ứng mới đầu tiên ở Mỹ trong bảy năm, và lại còn sử dụng lò phản ứng Westinghouse AP1000 mới - nhưng đó là một thành công không hoàn toàn trọn vẹn. Chi phí vượt dự toán, các vụ phá sản của công ty và sự chậm trễ trong xây dựng đã đeo bám dự án. Chắc chắn không phải là một thời kỳ Phục hưng hạt nhân, ít nhất là chưa.
Tin tức hạt nhân mới
Nếu bạn chưa theo dõi tin tức về năng lượng hạt nhân gần đây, thì có rất nhiều điều cần cập nhật. Vào tháng 11 năm 2025, một điều gần như không thể tưởng tượng nổi đối với tư duy cuối thế kỷ 20 đã xảy ra khi một thỏa thuận được ký kết để khởi động lại một lò phản ứng hạt nhân đã ngừng hoạt động tại Three Mile Island — cụ thể là Tổ máy số 1, chứ không phải Tổ máy số 2, tổ máy đã bị tan chảy một phần vào những năm 1970.
Trong thỏa thuận này, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã đề nghị cho Constellation Energy Generation vay 1 tỷ đô la để khởi động lại Trung tâm Năng lượng Sạch Crane (đã được đổi tên). Nhà máy này đã ngừng hoạt động vài năm trước, nhưng gã khổng lồ công nghệ Microsoft đã thổi luồng sinh khí mới vào dự án bằng cách ký kết thỏa thuận mua bán điện kéo dài 20 năm, trị giá ước tính 27 tỷ đô la. Đó là một canh bạc lớn nếu xét trong bối cảnh kinh tế hiện nay.
Constellation cũng đã ký một thỏa thuận với Meta, công ty mẹ của Facebook, để mua điện hạt nhân từ nhà máy điện hạt nhân Clinton ở Illinois, một thỏa thuận đảm bảo việc cấp phép lại và tiếp tục vận hành nhà máy công suất 1092 MW này trong hai thập kỷ nữa.
Google đã ký thỏa thuận với NextEra Energy để giúp khởi động lại nhà máy điện hạt nhân Duane Arnold Energy Center công suất 615 MW gần Cedar Rapids, Iowa. Cũng giống như các thỏa thuận khác giữa các công ty công nghệ và nhà sản xuất điện, Google muốn sử dụng nguồn điện này cho cơ sở hạ tầng điện toán đám mây và trí tuệ nhân tạo của mình.
Tương tự, nhà máy điện hạt nhân Palisades, vốn đã ngừng hoạt động vào tháng 5 năm 2022, cũng có thể được khởi động lại sau khi nhận được khoản đầu tư 400 triệu đô la từ tiểu bang Michigan, 1,52 tỷ đô la bảo lãnh vay từ Bộ Năng lượng và hơn 1,3 tỷ đô la từ Bộ Nông nghiệp. Dự án này cũng sẽ bao gồm việc xây dựng hai lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ tiên tiến (SMR) như một phần của nhà máy.
Cần nhớ rằng trước những dự báo về sự tăng đột biến nhu cầu năng lượng, triển vọng kinh tế không mấy khả quan đối với các nhà máy điện hạt nhân, vốn cho đến gần đây vẫn bị một số công ty điện lực coi là quá tốn kém để duy trì hoạt động.
Hiện chưa có nhà máy điện hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) nào được xây dựng ở Mỹ, nhưng các cơ quan liên bang đã đồng ý xem xét các dự án do NuScale Power, X-Energy Reactor Corp. và các công ty khác đề xuất.
Dự án X-Energy, được lên kế hoạch với sự hỗ trợ từ Dow Chemical và Amazon, đã bắt đầu xây dựng cơ sở sản xuất nhiên liệu hạt nhân tiên tiến của mình cùng với Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge ở Tennessee. Công ty thiết kế lò phản ứng có trụ sở tại Rockville, Maryland này phát triển một số khái niệm về lò phản ứng, nhưng muốn sử dụng lò phản ứng dạng mô-đun, dạng viên sỏi Xe-100 trong các dự án SMR đã được lên kế hoạch ở bờ biển Vịnh Texas và ở tiểu bang Washington.
Cơ quan quản lý thung lũng Tennessee (Tennessee Valley Authority) cùng với công ty điện hạt nhân Holtec International đã nhận được sự chấp thuận từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) để hỗ trợ triển khai riêng biệt các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) tiên tiến sử dụng nước nhẹ BWRX-300 tại Tennessee và Michigan. Các đối tác dự án sẽ nhận được tới 800 triệu đô la Mỹ từ quỹ hỗ trợ chi phí liên bang cho các lò phản ứng SMR tiên tiến sử dụng nước nhẹ theo kế hoạch.
TVA cũng đồng ý mua điện từ Hermes 2 của Kairos Power, một lò phản ứng hạt nhân tiên tiến dự kiến xây dựng tại Oak Ridge, Tennessee. Thiết kế của Kairos là lò phản ứng nhiệt độ cao làm mát bằng muối florua, sử dụng nhiên liệu dạng viên sỏi gồm nhiên liệu ba cấu trúc đẳng hướng (TRISO). Cuối cùng, TVA đã đạt thỏa thuận với ENTRA1 Energy, công ty sử dụng thiết kế SMR của NuScale, để nghiên cứu phát triển công suất điện hạt nhân mới lên đến 6 GW.
Vào tháng 3 năm 2025, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã đưa ra lời kêu gọi trị giá 900 triệu đô la để hỗ trợ triển khai các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) thế hệ III+, trong đó 100 triệu đô la còn lại sẽ được trao để hỗ trợ các đợt triển khai bổ sung và giải quyết các rào cản chính trong thiết kế, cấp phép, chuỗi cung ứng và sự sẵn sàng của địa điểm vào cuối năm 2025.
Thậm chí còn có một số bước phát triển mới trong lĩnh vực phản ứng tổng hợp hạt nhân ở Bắc Mỹ, với việc Google đầu tư vào Commonwealth Fusion Systems để mua 200 MW điện năng từ một nhà máy chưa tồn tại, nhưng đang được lên kế hoạch xây dựng tại hạt Chesterfield, Virginia.
Phòng thí nghiệm hạt nhân Canada (Canadian Nuclear Laboratories) đã nhận được khoản hỗ trợ nghiên cứu bằng hiện vật trị giá 33 triệu đô la từ Kế hoạch Công tác Khoa học và Công nghệ Hạt nhân Liên bang của Bộ Năng lượng Nguyên tử Canada. Công ty Điện lực Ontario (Ontario Power Generation), một nhà sản xuất điện thuộc sở hữu của tỉnh, đang đầu tư 19,5 triệu đô la vào nghiên cứu và phát triển năng lượng nhiệt hạch, cùng với công ty năng lượng nhiệt hạch tư nhân Stellarex đóng góp thêm 39 triệu đô la. Tỉnh Ontario có nguồn cung cấp tritium để làm nhiên liệu cho các lò phản ứng nhiệt hạch được phát triển từ các lò phản ứng CANDU của công ty, vốn là thiết kế lò phản ứng độc đáo được phát triển tại Canada.
Trong khi đó, Amazon Web Services cùng với chương trình Compute for Climate Fellowship đã hỗ trợ công việc của Thea Energy, một công ty chuyên về phản ứng tổng hợp hạt nhân có trụ sở tại New Jersey, với hy vọng thương mại hóa lò phản ứng tổng hợp trong vòng 10 năm.
Chính sách năng lượng
Do đòi hỏi vốn đầu tư lớn và chịu sự quản lý chặt chẽ, năng lượng hạt nhân còn chịu sự quan tâm đặc biệt từ chính sách năng lượng hơn một số hình thức sản xuất điện khác. Ví dụ, 11 tiểu bang đã ban hành các quy định hạn chế việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân mới, từ lệnh cấm hoàn toàn như ở Minnesota, đến các điều kiện xây dựng khắt khe hơn, hoặc yêu cầu xử lý hay tái chế chất thải phóng xạ cấp cao như ở California, Oregon và một số tiểu bang khác.
Ba đời tổng thống Mỹ gần đây đều đề cập đến việc tăng cường năng lực hạt nhân, trong đó đảng Dân chủ ủng hộ chiến lược phát thải ròng bằng không, còn đảng Cộng hòa kêu gọi một đất nước tự chủ năng lượng hơn. Tổng thống Donald Trump bước vào nhiệm kỳ thứ hai với lời kêu gọi cụ thể về sự phục hưng hạt nhân vốn bị trì hoãn từ lâu, và Nhà Trắng của ông đã ban hành hàng loạt sắc lệnh hành pháp nhằm củng cố ngành năng lượng hạt nhân. Nhìn chung, chính quyền của ông ủng hộ việc cấp phép lại cho các lò phản ứng hiện có, đơn giản hóa việc thử nghiệm lò phản ứng, xem xét lại các quy định hạt nhân, nghiên cứu tái chế nhiên liệu hạt nhân, thúc đẩy sản xuất nhiên liệu trong nước và khôi phục cơ sở sản xuất cho các nhà máy điện hạt nhân.
Một trong những cách chính mà chính phủ liên bang có thể trực tiếp hỗ trợ xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới là thông qua Văn phòng Bảo lãnh Khoản vay (LPO) của Bộ Năng lượng (DOE). Các đơn xin vay từ LPO đã đề xuất các dự án bao gồm lò phản ứng hạt nhân tiên tiến, lò phản ứng siêu nhỏ, chu trình nhiên liệu hạt nhân, chuỗi cung ứng hạt nhân, nâng cấp và cải tiến công suất hạt nhân, và các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR).
Xây dựng thế hệ tiếp theo
Greg Beard, Cố vấn cấp cao của LPO, cho biết văn phòng này được thành lập với mục tiêu cụ thể là phát triển năng lượng hạt nhân, và việc khôi phục ngành năng lượng hạt nhân ở Mỹ là ưu tiên hàng đầu của văn phòng.
“[Chương trình Phát triển Năng lượng Hạt nhân (LPO)] là một công cụ mạnh mẽ để triển khai các dự án hạt nhân mới và sẵn sàng hỗ trợ các lò phản ứng thuộc mọi quy mô. Sau khi Đạo luật One Big Beautiful được thông qua, Chương trình LPO theo Điều 17 có khoảng 260 tỷ đô la thẩm quyền cho vay và khoảng 1 tỷ đô la trợ cấp tín dụng; ngành năng lượng hạt nhân đủ điều kiện nhận được các khoản tiền này. Theo chỉ thị của sắc lệnh hành pháp 'Tái sinh Cơ sở Công nghiệp Hạt nhân', LPO đang ưu tiên xây dựng 10 lò phản ứng lớn vào năm 2030”, ông Beard cho biết.
Bên cạnh sắc lệnh hành chính này, còn có những sắc lệnh khác chỉ đạo Ủy ban Điều tiết Hạt nhân (NRC) đẩy nhanh quá trình phê duyệt các thiết kế lò phản ứng mới được Bộ Năng lượng (DOE) thử nghiệm, sửa đổi quy trình xem xét của DOE đối với các dự án lò phản ứng mà họ giám sát, triển khai lò phản ứng tại các căn cứ quân sự, xử lý plutonium dư thừa để sử dụng trong sản xuất nhiên liệu hạt nhân tiên tiến, tham gia các chương trình giáo dục liên quan đến hạt nhân và đánh giá chu trình quản lý nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.
Mục tiêu dài hạn là bổ sung thêm 300 GW công suất điện hạt nhân mới vào năm 2050.
Câu chuyện thành công gần đây nhất là Nhà máy Vogtle, mà theo ông Beard cho biết đã giúp người dân Georgia tiết kiệm hơn 3 tỷ đô la chi phí lãi suất, đồng thời biến nhà máy điện hạt nhân này trở thành nhà máy phát điện lớn nhất ở Mỹ. Tuy nhiên, đây mới chỉ là khởi đầu.
“Hiện tại, LPO đang cung cấp khoản vay lên đến 1,52 tỷ đô la cho Palisades, dự án khởi động lại đầu tiên của một lò phản ứng hạt nhân đã bước vào giai đoạn ngừng hoạt động. Sau khi hoàn thành, nhà máy sẽ sản xuất 800 MW điện năng cơ bản giá cả phải chăng và ổn định, giúp tăng cường độ tin cậy của lưới điện ở Michigan. Tính đến ngày 16 tháng 9, 491.056.853 đô la tiền vay đã được giải ngân”, ông cho biết.
Cho đến nay, các nhà đầu tư tư nhân vẫn còn ngần ngại đầu tư vào năng lượng hạt nhân, nhưng LPO có khả năng tài trợ tới 80% chi phí của các dự án đủ điều kiện. Ông Beard cho biết văn phòng của ông là đơn vị cho vay duy nhất có đủ vốn, chuyên môn, sự kiên nhẫn và nhiệm vụ để vực dậy nền công nghiệp hạt nhân của Mỹ.
Ông Beard cho biết Bộ trưởng Năng lượng Chris Wright, người từng làm việc trước khi gia nhập Bộ Năng lượng, bao gồm cả việc giữ chức vụ trong hội đồng quản trị của công ty thiết kế lò phản ứng hạt nhân cỡ nhỏ Oklo, Inc. có trụ sở tại California, là một người ủng hộ mạnh mẽ việc mở rộng năng lượng hạt nhân.
Lệnh ban đầu của Bộ trưởng Wright đưa ra chín điểm hành động cho Bộ Năng lượng nhằm thúc đẩy ngành điện hạt nhân thương mại.
“Cuộc phục hưng hạt nhân Mỹ được chờ đợi từ lâu phải được khởi động trong nhiệm kỳ của Tổng thống Trump. Khi nhu cầu năng lượng toàn cầu tiếp tục tăng, Mỹ phải dẫn đầu trong việc thương mại hóa năng lượng hạt nhân dồi dào và giá cả phải chăng. Do đó, Bộ sẽ làm việc siêng năng và sáng tạo để tạo điều kiện cho việc triển khai và xuất khẩu nhanh chóng công nghệ hạt nhân thế hệ tiếp theo, theo lệnh của Wright.”
Vấn đề chi phí
Khi được hỏi về những rào cản hiện nay đối với năng lượng hạt nhân, Beard cho biết chi phí và việc vượt chi phí là những mối lo ngại phổ biến của các bên liên quan.
“Chi phí vượt dự toán không phải là một khối thống nhất: chi phí có thể được chia nhỏ để phân bổ cho các bên liên quan có khả năng quản lý rủi ro dự án và những người được hưởng lợi từ việc hoàn thành dự án. Các thỏa thuận liên doanh và hợp tác có thể giảm thiểu rủi ro tài chính cho bất kỳ cá nhân tham gia nào. Nếu khách hàng mua nhà máy riêng lẻ, thì sẽ có bất lợi khi là khách hàng đầu tiên, vì vậy hầu hết các khách hàng tiềm năng đều bày tỏ rằng họ 'thích là người thứ năm' và tận dụng lợi thế chi phí thấp hơn,” ông Beard nói. “Tuy nhiên, không ai có thể là người thứ năm nếu không ai nỗ lực để trở thành người thứ nhất, thứ hai, thứ ba và thứ tư. Phương pháp liên doanh cho phép tất cả khách hàng đều là 'một phần năm' của sổ đặt hàng thay vì 'chờ đợi để trở thành người thứ năm'.” 21444010 © Fpro | Dreamstime.com
Năng lượng hạt nhân có thể cạnh tranh với các công nghệ sản xuất điện khác về chi phí trên mỗi megawatt. Điều này được thể hiện rõ, ông nói, qua làn sóng gia hạn giấy phép liên tiếp để duy trì hoạt động của các lò phản ứng trong 80 năm, cùng với việc công bố nâng cấp công suất và khởi động lại các lò phản ứng đã ngừng hoạt động.
Ông cho biết: “Năng lượng hạt nhân mang lại một giá trị độc đáo ngày càng được đánh giá cao trên thị trường, nơi nhu cầu về điện năng 24/7 đang tăng lên trong bối cảnh nhu cầu tăng trưởng chưa từng có”. Ông cũng nói thêm rằng các lò phản ứng lớn mang lại lợi thế về quy mô, giúp giảm chi phí trên mỗi MW.
Ông cho biết, việc lặp lại quá trình xây dựng các lò phản ứng có thiết kế giống hệt hoặc tương tự sẽ giúp giảm chi phí hơn nữa, đồng thời cho biết thêm rằng từ Tổ máy số 3 đến Tổ máy số 4 của Nhà máy Vogtle, các đối tác dự án đã giảm được khoảng 20% chi phí.
Ông nói: “Bằng cách phối hợp giữa 10 lò phản ứng lớn có cùng thiết kế, Hoa Kỳ có cơ hội mở rộng quy mô sản xuất trong nước mà việc chế tạo từng cái một sẽ không thể thực hiện được”.
Các công ty điện lực thuộc sở hữu nhà nước của Mỹ sở hữu và vận hành, hoặc ít nhất là lấy điện từ, nhiều nhà máy trong hệ thống điện hạt nhân hiện có. Scott Corwin, chủ tịch kiêm giám đốc điều hành của Hiệp hội Điện lực Công cộng Mỹ (APPA), cho biết những cuộc thảo luận gần đây về sự hồi sinh của năng lượng hạt nhân sẽ có lợi cho các công ty điện lực.
“Gần đây đã có rất nhiều cuộc thảo luận về các nhà máy điện hạt nhân mới, và cả sự hỗ trợ từ chính phủ liên bang nữa. Một số dự án điện lực nhà nước đang tham gia vào các dự án này, vì vậy có rất nhiều động lực hướng tới tiềm năng của điện hạt nhân trong tương lai, đặc biệt là trong các đơn vị điện lực nhà nước,” ông Corwin nói.
Ông nói thêm rằng các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giúp cân bằng lưới điện bằng cách cung cấp nguồn điện ổn định và ổn định.
“Các thiết kế được tập trung một phần vào điều đó. Khả năng tăng giảm công suất một cách linh hoạt và đa dụng hơn. Điều này vẫn còn hơi xa vời, nhưng khi bạn thấy một số mô hình này bắt đầu trở thành phiên bản tiêu chuẩn và được sao chép, ý tưởng là bạn sẽ có thể sử dụng chúng trong nhiều ứng dụng, và chi phí cũng sẽ giảm xuống,” Corwin nói.
Để bắt đầu xây dựng thế hệ tiếp theo của hạm đội điện hạt nhân Mỹ, điều quan trọng là phải tận dụng những động lực đã có sẵn, ông Beard cho biết. Các thiết kế lò phản ứng như AP1000 hiện đã hoàn thiện thiết kế và có chuỗi cung ứng giàu kinh nghiệm (và lực lượng lao động được đào tạo).
“Nếu chúng ta chờ quá lâu để tiến hành dự án tiếp theo, cơ sở hạ tầng chuỗi cung ứng này có thể bị suy giảm,” Beard nói. “Cách tốt nhất để xây dựng lực lượng lao động là xây dựng các dự án. Cũng như với chuỗi cung ứng, điều quan trọng là phải ký hợp đồng cho các dự án ngay bây giờ để những công nhân giàu kinh nghiệm từ Vogtle (và Palisades) không phân tán sang các ngành công nghiệp khác.”
0 nhận xét:
Đăng nhận xét