Tại sao chúng ta vẫn cần năng lượng hạt nhân?

tại-sao-chúng-ta-cần-năng-lượng-hạt-nhân

Nhiều nhà bảo vệ môi trường đã phản đối năng lượng hạt nhân, viện lý do nguy hiểm và khó khăn trong việc xử lý chất thải phóng xạ của nó. Nhưng một tác giả từng đoạt giải Pulitzer lập luận rằng hạt nhân an toàn hơn hầu hết các nguồn năng lượng và cần thiết nếu thế giới còn nuôi hy vọng giảm triệt để lượng khí thải carbon như nhiều nước cam kết trong COP26 tại Paris.

Năng lượng hạt nhân giảm phát thải khí nhà kính triệt để

Vào cuối thế kỷ 16, khi giá củi ngày càng tăng buộc người dân London miễn cưỡng chuyển sang dùng than đá, các nhà thuyết giáo thời Elizabeth đã chống lại một loại nhiên liệu mà họ tin là phân của quỷ, theo nghĩa đen. Rốt cuộc, than có màu đen, bẩn, được tìm thấy từng lớp dưới lòng đất – hướng xuống Địa ngục ở trung tâm trái đất – và bốc mùi nồng nặc của lưu huỳnh khi đốt cháy. Chuyển sang dùng than, trong những ngôi nhà thường thiếu ống khói, đã đủ khó khăn; sự lên án thẳng thắn của các giáo sĩ, trong khi chắc chắn là biện minh cho môi trường, càng làm phức tạp thêm và trì hoãn việc giải quyết kịp thời một vấn đề cấp bách trong việc cung cấp năng lượng.

Đối với quá nhiều nhà bảo vệ môi trường lo ngại về sự nóng lên toàn cầu, năng lượng hạt nhân giống như phân của quỷ ngày nay. Họ lên án nó vì việc sản xuất và sử dụng nhiên liệu phóng xạ cũng như vấn đề được cho là xử lý chất thải của nó. Theo đánh giá của tôi, sự lên án của họ đối với nguồn năng lượng tải cơ bản thấp, hiệu quả này là không đúng chỗ. Năng lượng hạt nhân có thể là một trong những thành phần chính trong cuộc giải cứu chúng ta khỏi một hiện trạng là Trái đất ngày càng nóng hơn.

Giống như tất cả các nguồn năng lượng, điện hạt nhân có những ưu điểm và nhược điểm. Lợi ích của điện hạt nhân là gì? Đầu tiên và quan trọng nhất, là nó tạo ra năng lượng thông qua quá trình phân hạch hạt nhân chứ không phải đốt cháy bằng hóa chất, nên nó tạo ra điện tải cơ bản mà không tạo ra carbon (khí nhà kính), yếu tố độc hại của sự nóng lên toàn cầu. Chuyển từ than sang khí tự nhiên là một bước tiến tới quá trình khử cacbon, vì đốt khí tự nhiên tạo ra khoảng một nửa lượng cacbon điôxít của than đốt. Nhưng việc chuyển đổi từ than sang điện hạt nhân là có thể khử triệt để cacbon, vì các nhà máy điện hạt nhân chỉ thải ra khí nhà kính từ việc sử dụng phụ trợ nhiên liệu hóa thạch trong quá trình xây dựng, khai thác, chế biến nhiên liệu, bảo trì và ngừng hoạt động – ngang với năng lượng mặt trời, tức là khoảng 4 đến 5% so với nhà máy điện chạy bằng khí đốt tự nhiên.

Năng lượng hạt nhân ít bức xạ hơn bất kỳ nguồn năng lượng nào khác.

Thứ hai, các nhà máy điện hạt nhân hoạt động với hệ số công suất cao hơn nhiều so với các nguồn năng lượng tái tạo hoặc nhiên liệu hóa thạch. Hệ số công suất là thước đo phần trăm thời gian một nhà máy điện thực sự tạo ra năng lượng. Đó là một vấn đề đối với tất cả các nguồn năng lượng không liên tục. Không phải lúc nào mặt trời cũng chiếu sáng, cũng không phải lúc nào gió cũng thổi, nước cũng không phải lúc nào cũng đủ chảy xuống các tua-bin của một con đập.

Tại Hoa Kỳ vào năm 2016, các nhà máy điện hạt nhân sản xuất gần 20% điện năng của Hoa Kỳ, có hệ số công suất trung bình là 92,3%, nghĩa là chúng luôn hoạt động hết công suất vào 336 trên 365 ngày mỗi năm. (29 ngày còn lại chúng được đưa ra khỏi lưới điện để bảo trì). Ngược lại, các hệ thống thủy điện của Mỹ cung cấp điện 38,2% thời gian (138 ngày mỗi năm), tuabin gió 34,5% thời gian (127 ngày mỗi năm) và năng lượng mặt trời mảng điện chỉ chiếm 25,1% thời gian (92 ngày mỗi năm). Ngay cả các nhà máy chạy bằng than hoặc khí đốt tự nhiên cũng chỉ tạo ra điện trong khoảng một nửa thời gian vì những lý do như chi phí nhiên liệu và sự thay đổi theo mùa và về đêm trong nhu cầu.

Thứ ba, năng lượng hạt nhân thải ra môi trường ít bức xạ hơn bất kỳ nguồn năng lượng chính nào khác. Tội phạm nặng nhất là than đá, một khoáng chất của vỏ trái đất có chứa một khối lượng đáng kể các nguyên tố phóng xạ uranium và thorium. Đốt than làm khí hóa các vật liệu hữu cơ của nó, tập trung các thành phần khoáng của nó thành chất thải còn lại, được gọi là tro bay. Có quá nhiều than được đốt trên thế giới và lượng tro bay được tạo ra nhiều đến mức than thực sự là nguồn thải phóng xạ chính vào môi trường.

phản đối năng lượng hạt nhân

Vào đầu những năm 1950, khi Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Hoa Kỳ tin rằng quặng uranium cấp cao đang thiếu hụt trong nước, họ đã xem xét việc chiết xuất uranium cho vũ khí hạt nhân từ nguồn cung cấp tro bay dồi dào của Hoa Kỳ từ quá trình đốt than. Vào năm 2007, Trung Quốc đã bắt đầu khám phá cách khai thác như vậy, thu hút một đống tro bay than nâu khoảng 5,3 triệu tấn tại Xiaolongtang ở Vân Nam. Trung bình tro của Trung Quốc chứa khoảng 0,4 pound triuranium octoxide (U3O8, một hợp chất uranium) trên mỗi tấn. Hungary và Nam Phi cũng đang thăm dò khai thác uranium từ tro bay than.

Nhược điểm của hạt nhân là gì? Trong nhận thức của công chúng, có hai vấn đề liên quan đến bức xạ: nguy cơ tai nạn và vấn đề xử lý chất thải hạt nhân.

Đã có ba vụ tai nạn quy mô lớn liên quan đến các lò phản ứng điện hạt nhân kể từ khi bắt đầu sử dụng năng lượng hạt nhân thương mại vào giữa những năm 1950: Đảo Three-Mile ở Pennsylvania, Chernobyl ở Ukraine và Fukushima ở Nhật Bản. Các nghiên cứu chỉ ra rằng ngay cả tai nạn tồi tệ nhất có thể xảy ra tại một nhà máy hạt nhân cũng ít tổn thất hơn mức độ tai nạn của các nguồn năng lượng và các ngành sản xuất công nghiệp lớn khác.

Vụ nổ cục bộ của lò phản ứng Three-Mile Island vào tháng 3 năm 1979, trong khi một thảm họa đối với các chủ sở hữu của nhà máy Pennsylvania, chỉ giải phóng một lượng bức xạ tối thiểu ra khu vực xung quanh theo Ủy ban Điều tiết Hạt nhân Hoa Kỳ:

“Khoảng 2 triệu người xung quanh TMI-2 trong vụ tai nạn được ước tính đã nhận được liều bức xạ trung bình chỉ khoảng 1 milirem so với liều nền thông thường. Để đặt điều này vào bối cảnh, sự phơi nhiễm từ một tia X ngực là khoảng 6 mili giây và liều nền phóng xạ tự nhiên của khu vực là khoảng 100-125 mili giây mỗi năm… Mặc dù lò phản ứng bị hư hại nghiêm trọng, việc phóng xạ thực tế có ảnh hưởng không đáng kể đến sức khỏe thể chất của cá nhân hoặc môi trường. ”Vụ nổ và sự cố cháy nổ sau đó của một lò phản ứng làm mát bằng nước, được điều chế bằng than chì lớn tại Chernobyl vào năm 1986 dễ dàng là tai nạn hạt nhân tồi tệ nhất trong lịch sử. 29 nhân viên cứu trợ thảm họa đã chết vì nhiễm phóng xạ cấp tính ngay sau vụ tai nạn. Trong ba thập kỷ sau đó, UNSCEAR – Ủy ban Khoa học của Liên hợp quốc về Ảnh hưởng của Bức xạ Nguyên tử, bao gồm các nhà khoa học cấp cao từ 27 quốc gia thành viên – đã quan sát và báo cáo định kỳ về những ảnh hưởng sức khỏe của vụ tai nạn Chernobyl. Nó đã được xác định không có hậu quả lâu dài về sức khỏe cho các quần thể tiếp xúc với bụi phóng xạ Chernobyl ngoại trừ ung thư tuyến giáp ở những cư dân của Belarus, Ukraine và miền tây nước Nga, những người là trẻ em hoặc thanh thiếu niên vào thời điểm xảy ra tai nạn, những người đã uống sữa bị nhiễm 131iodine và những người không được sơ tán. Đến năm 2008, UNSCEAR đã cho rằng 6.500 trường hợp ung thư tuyến giáp dư thừa ở vùng Chernobyl là do tai nạn, với 15 trường hợp tử vong. Sự xuất hiện của những bệnh ung thư này đã tăng lên đáng kể từ năm 1991 đến 1995, mà các nhà nghiên cứu cho rằng phần lớn là do tiếp xúc với bức xạ. Không có sự gia tăng nào xảy ra ở người lớn.

DiabloCanyon_Pacific-Gas-and-Electric_web
Nhà máy điện hạt nhân Diablo Canyon, nằm gần Bãi biển Avila, California, sẽ ngừng hoạt động bắt đầu từ năm 2024. PACIFIC GAS AND ELECTRIC

“Liều lượng hiệu quả trung bình của bức xạ từ Chernobyl, UNSCEAR cũng kết luận,“do phơi nhiễm cả bên ngoài và bên trong, mà các thành viên của công chúng nhận được trong giai đoạn 1986-2005 khoảng 30 mSv đối với người sơ tán, 1 mSv đối với cư dân của Liên Xô cũ và 0,3 mSv đối với dân số của phần còn lại của Châu Âu (Sievert là thước đo mức độ phơi nhiễm bức xạ, millisievert là một phần nghìn của sievert). Chụp CT toàn thân cho kết quả khoảng 10-30 mSv. Một cư dân Hoa Kỳ nhận được liều bức xạ trung bình, không bao gồm radon, là khoảng 1 mSv mỗi năm.

Số liệu thống kê về các bức xạ Chernobyl được trích dẫn ở đây thấp đến mức chúng phải được giảm thiểu một cách có chủ ý đối với những người theo dõi các phương tiện truyền thông đưa tin rộng rãi về vụ tai nạn và hậu quả của nó. Tuy nhiên, chúng là sản phẩm đã được phê duyệt của quá trình điều tra sâu rộng của một cơ quan khoa học quốc tế của Liên hợp quốc. Họ chỉ ra rằng ngay cả tai nạn tồi tệ nhất có thể xảy ra tại một nhà máy điện hạt nhân – sự cố tan chảy hoàn toàn và đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu phóng xạ của nó – cũng ít tàn phá hơn nhiều so với các vụ tai nạn công nghiệp lớn khác trong thế kỷ qua.

Có thể kể tên hai: Bhopal, ở Ấn Độ, nơi ít nhất 3.800 người chết ngay lập tức và hàng nghìn người khác bị ốm khi 40 tấn khí metyl isocyanate rò rỉ từ một nhà máy thuốc trừ sâu; tại tỉnh Hà Nam, Trung Quốc, nơi ít nhất 26.000 người chết đuối sau sự cố vỡ đập thủy điện lớn trong một cơn bão. Zbigniew Jaworowski , một bác sĩ và cựu Chủ tịch UNSCEAR hoạt động trong vụ tai nạn Chernobyl. “Tỷ lệ này thấp hơn tỷ lệ tử vong trung bình do [các vụ tai nạn liên quan đến] phần lớn các nguồn năng lượng khác. Ví dụ, tỷ lệ tử vong ở Chernobyl thấp hơn 9 lần so với tỷ lệ tử vong do khí đốt hóa lỏng… và thấp hơn 47 lần so với các trạm thủy điện”.

Xử lý chất thải hạt nhân, mặc dù vẫn là một vấn đề chính trị tiếp diễn, nhưng không còn là vấn đề công nghệ nữa. Tai nạn ở Fukushima Daiichi ở Nhật Bản vào tháng 3 năm 2011 sau một trận động đất và sóng thần lớn. Sóng thần đã làm ngập hệ thống cung cấp điện và làm mát của ba lò phản ứng điện, khiến chúng tan chảy và phát nổ. Mặc dù 154.000 công dân Nhật Bản đã được sơ tán khỏi khu vực cấm rộng 12 dặm xung quanh nhà máy điện, nhưng mức độ phơi nhiễm phóng xạ ngoài khu vực nhà ga vẫn bị hạn chế. Theo báo cáo được đệ trình lên Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế vào tháng 6 năm 2011:

“Không có tác động có hại nào đến sức khỏe được tìm thấy ở 195.345 cư dân sống trong khu vực lân cận nhà máy đã được sàng lọc vào cuối tháng 5 năm 2011. Tất cả 1.080 trẻ em được xét nghiệm phơi nhiễm tuyến giáp đều cho kết quả nằm trong giới hạn an toàn. Đến tháng 12, các cuộc kiểm tra sức khỏe của chính phủ đối với khoảng 1.700 cư dân đã sơ tán khỏi ba thành phố trực thuộc trung ương cho thấy 2/3 nhận được liều bức xạ bên ngoài trong giới hạn quốc tế bình thường là 1 mSv / năm, 98% dưới 5 mSv / năm và 10 người tiếp xúc với hơn 10 mSv… Không có phơi nhiễm công cộng lớn, chưa nói đến những trường hợp tử vong do phóng xạ. ”Xử lý chất thải hạt nhân, mặc dù là một vấn đề chính trị tiếp diễn ở Mỹ, không còn là vấn đề công nghệ nữa. Hầu hết nhiên liệu đã sử dụng của Hoa Kỳ, hơn 90% trong số đó có thể được tái chế để mở rộng sản xuất điện hạt nhân hàng trăm năm, hiện được lưu trữ an toàn trong các thùng khô bằng thép và bê tông không thể xuyên thủng với lý do là các lò phản ứng đang vận hành, bức xạ của nó từ từ giảm xuống.

Nhà máy thí điểm cách ly chất thải của Mỹ (WIPP) gần Carlsbad, New Mexico hiện đang lưu giữ chất thải quân sự cấp thấp và xuyên khí và có thể lưu trữ chất thải hạt nhân thương mại trong lớp muối tinh thể dày 2 km, tàn tích của một vùng biển cổ đại. Sự hình thành muối kéo dài từ miền nam New Mexico đến tận phía đông bắc đến tây nam Kansas. Nó có thể dễ dàng chứa toàn bộ chất thải hạt nhân của thế giới trong một nghìn năm tới.

Phần Lan thậm chí còn tiến bộ hơn nữa trong việc tạo ra một kho lưu trữ cố định trong nền đá granit 400 mét dưới Olkiluoto, một hòn đảo ở Biển Baltic ngoài khơi bờ biển phía tây của quốc gia. Nó dự kiến ​​sẽ bắt đầu lưu trữ chất thải vĩnh viễn vào năm 2023.

Khiếu nại cuối cùng chống lại năng lượng hạt nhân là nó tốn kém quá nhiều tiền. Liệu năng lượng hạt nhân có tốn quá nhiều hay không cuối cùng sẽ là vấn đề để thị trường quyết định, nhưng không có câu hỏi nào về việc tính toán đầy đủ các chi phí bên ngoài của các hệ thống năng lượng khác nhau sẽ thấy hạt nhân rẻ hơn than đá hoặc khí đốt tự nhiên.

Năng lượng hạt nhân không phải là câu trả lời duy nhất cho mối đe dọa trên quy mô thế giới về sự nóng lên toàn cầu. Năng lượng tái tạo có vị trí của chúng; vì vậy, ít nhất là để cân bằng dòng điện khi năng lượng tái tạo thay đổi, khí tự nhiên cũng vậy. Nhưng hạt nhân xứng đáng hơn những định kiến ​​và nỗi sợ hãi chống hạt nhân đã cản trở nó. Nó không phải là phiên bản phân của quỷ của thế kỷ 21. Đó là một phần có giá trị, thậm chí không thể thay thế, của giải pháp cho mối đe dọa năng lượng lớn nhất trong lịch sử loài người.

Tham khảo: Yale Environment

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.