Lò phản ứng modul nhỏ (SMR) là gì?
Lò phản ứng modul nhỏ (SMR - Small Modular Reactors) là các lò phản ứng hạt nhân có kích thước nhỏ gọn, với các tính năng an toàn tiên tiến, công suất tối đa 300 MWe mỗi đơn vị. Tùy theo thiết kế, SMR có thể thay đổi công suất từ 10 MWe lên tới 300 Mwe. Để so sánh, các nhà máy điện hạt nhân lớn thường có công suất hơn 1.000 MWe.
Giống như bất kỳ lò phản ứng phân hạch hạt nhân nào, tất cả SMR đều sử dụng phản ứng phân hạch hạt nhân được kiểm soát để sinh ra nhiệt, tạo ra hơi nước, cung cấp năng lượng cho turbine sản xuất điện. Các thiết kế khác nhau có thể có các mục đích sử dụng khác nhau như phát điện, cung cấp nhiệt, khử muối hoặc các ứng dụng công nghiệp khác.
SMR có thể sử dụng các chất làm mát bao gồm nước nhẹ, kim loại lỏng hoặc muối nóng chảy, tùy thuộc vào công nghệ. Nhiên liệu cung cấp cho SMR về cơ bản cũng tương tự như nhiên liệu ở các lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động hiện nay.
SMR có các hệ thống an toàn thụ động (đặc điểm vốn có), thiết kế đơn giản hơn, công suất lõi lò thấp hơn. Các tính năng an toàn thụ động của SMR chủ yếu dựa vào các hiện tượng vật lý tự nhiên để tắt và làm mát lò phản ứng trong điều kiện bất thường, ngay cả trong các sự cố cần rất ít hoặc thậm chí không cần có hành động của người vận hành để đưa lò phản ứng về trạng thái an toàn cần thiết.
Lợi thế của lò phản ứng modul nhỏ (SMR)
● SMR liên quan đến bản chất thiết kế của chúng là nhỏ và dạng modul. Với kích thước và công suất nhỏ hơn nên cần ít không gian. Do đó, SMR linh hoạt trong việc lựa chọn địa điểm, có thể lắp đặt ở các vị trí không phù hợp với các nhà máy điện hạt nhân lớn.
● SMR có các thành phần được chế tạo sẵn tại nhà máy, sau đó vận chuyển dưới dạng modul hoặc thậm chí toàn bộ thiết bị đến địa điểm lắp đặt. Điều này làm cho SMR tiết kiệm chi phí và thời gian xây dựng so với các lò phản ứng lớn, thường được thiết kế tùy chỉnh cho một vị trí cụ thể, đôi khi dẫn đến tiến độ xây dựng chậm trễ.
● SMR có thể triển khai tăng dần trong một nhà máy để phù hợp với nhu cầu sản lượng điện, mang lại sự linh hoạt của nhà máy SMR. Các lò phản ứng cũng có thể được tiếp nhiên liệu riêng lẻ để một nhà máy SMR không bao giờ dừng hẳn hoàn toàn.
● SMR cũng giảm yêu cầu nhiên liệu. Các nhà máy điện dựa trên SMR có thể yêu cầu tiếp nhiên liệu ít thường xuyên hơn, cứ sau khoảng 3 - 5 năm, so với từ 1 - 2 năm đối với các nhà máy điện hạt nhân thông thường.
● Cũng giống như các nhà máy điện hạt nhân khác, SMR tạo ra điện sạch, không có carbon và có thể sản xuất điện 24/7 với độ tin cậy cao.
● SMR phù hợp để thay thế vị trí các nhà máy đốt nhiên liệu hóa thạch, cho phép duy trì cơ hội việc làm cho các lao động có trình độ cao bị ảnh hưởng bởi việc đóng cửa các nhà máy như vậy.
● SMR rất phù hợp để tích hợp trong các trung tâm năng lượng kết hợp với các nguồn năng lượng sạch khác, như năng lượng tái tạo và hydro, đảm bảo năng lượng không phát thải luôn có sẵn, góp phần vào quá trình khử cacbon trong cơ cấu năng lượng.
Tình hình hiện nay của SMR trên toàn cầu
Trên toàn cầu, có hơn 80 thiết kế SMR thương mại đang được phát triển ở các giai đoạn khác nhau tại nhiều quốc gia. Các SMR này có các mục tiêu và ứng dụng khác nhau, như sản xuất điện, hệ thống năng lượng lai, sưởi ấm, cung cấp hơi nước cho các ứng dụng công nghiệp.
Ở Nga, Akademik Lomonosov, nhà máy điện hạt nhân nổi đầu tiên của thế giới hoạt động thương mại vào tháng 5/2020, sản xuất năng lượng từ hai SMR 35 MWe. Nga và Trung Quốc đang đi đầu trong xây dựng SMR. Các quốc gia như Hoa Kỳ, Canada, Anh, Pháp, Nhật Bản, Hàn Quốc,… đang trong giai đoạn thiết kế hoặc xin giấy phép phát triển các SMR.
SMR được chứng minh có khả năng cạnh tranh trên thị trường khi chúng được triển khai. Những đặc điểm này định vị SMR đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng sạch, đồng thời giúp các quốc gia giải quyết các mục tiêu phát triển bền vững.
