Đức đặt cược hàng tỷ euro vào công nghệ nhiệt hạch- Canh bạc chiến lược cho kỷ nguyên năng lượng sạch

TỪ BỎ ĐIỆN HẠT NHÂN NHƯNG KHÔNG TỪ BỎ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

Sau hơn hai thập kỷ tranh luận, tháng 4/2023, Đức chính thức đóng cửa ba lò phản ứng hạt nhân cuối cùng, khép lại thời kỳ năng lượng hạt nhân kéo dài hơn 60 năm.

Động thái này được xem là bước ngoặt trong chính sách năng lượng của nền kinh tế lớn nhất châu Âu, đồng thời khẳng định mục tiêu “phi hạt nhân hóa” trong lộ trình hướng tới phát thải ròng bằng 0 vào năm 2045.

Thế nhưng, chỉ hai năm sau, Berlin lại gây chú ý khi tuyên bố đầu tư 1,7 tỷ euro (tương đương 1,98 tỷ USD) để phát triển công nghệ nhiệt hạch hạt nhân (nuclear fusion) - một lĩnh vực từng bị coi là “xa vời và tốn kém”.

Chính phủ của Thủ tướng Friedrich Merz khẳng định đây không phải là sự “quay xe”, mà là một bước đi chiến lược để bảo đảm an ninh năng lượng dài hạn và giữ vững vị thế công nghiệp của Đức trong bối cảnh cạnh tranh toàn cầu ngày càng gay gắt.

CƠN KHÁT NĂNG LƯỢNG CỦA NỀN CÔNG NGHIỆP ĐẦU TÀU CHÂU ÂU

Đức là nền kinh tế công nghiệp lớn thứ tư thế giới, tiêu thụ khối lượng năng lượng khổng lồ để vận hành các lĩnh vực then chốt như ô tô, hóa chất, luyện kim và chế tạo máy.

Sau khi ngừng nhập khẩu năng lượng giá rẻ từ Nga, chi phí năng lượng của Đức tăng mạnh, gây sức ép lên doanh nghiệp và làm giảm sức cạnh tranh quốc tế. Theo Liên đoàn Công nghiệp Đức (BDI), chi phí điện năng trung bình của các tập đoàn công nghiệp lớn đã tăng gấp đôi so với giai đoạn trước năm 2022.

Chính vì vậy, giới hoạch định chính sách ở Berlin đang tìm kiếm một “nguồn năng lượng thứ ba”, bên cạnh năng lượng tái tạo và nhập khẩu nhiên liệu, để giảm phụ thuộc và ổn định nguồn cung trong dài hạn.

“Đầu tư vào nhiệt hạch là một canh bạc dài hạn nhưng khôn ngoan. Nó giúp Đức duy trì vị thế dẫn đầu công nghệ toàn cầu, đồng thời bảo đảm chủ quyền năng lượng trong kỷ nguyên hậu nhiên liệu hóa thạch,” - Sarah Klein, Ủy viên phụ trách nghiên cứu nhiệt hạch, Viện Công nghệ Laser Fraunhofer (Đức).

GIẤC MƠ NĂNG LƯỢNG “VĨNH CỬU” VÀ “CUỘC ĐUA MẶT TRỜI” CỦA CÁC NỀN KINH TẾ

Công nghệ nhiệt hạch hạt nhân mô phỏng quá trình diễn ra trong Mặt Trời: hai hạt nhân nhẹ (thường là các đồng vị của hydro như deuterium và tritium) hợp nhất ở nhiệt độ và áp suất cực cao, tạo thành heli và giải phóng năng lượng khổng lồ.

Khác với phân hạch hạt nhân - nơi các nguyên tử nặng bị tách ra, gây nguy cơ phóng xạ và tạo chất thải nguy hiểm - nhiệt hạch hoàn toàn không phát thải CO₂, không sinh ra chất thải phóng xạ dài hạn, và nguồn nhiên liệu gần như vô tận, có thể khai thác từ nước biển. Nếu làm chủ được công nghệ này, nhân loại sẽ có nguồn năng lượng sạch, an toàn và rẻ không giới hạn - một cuộc cách mạng thực sự.

Tuy nhiên, để tái tạo “Mặt Trời thu nhỏ” trên Trái Đất không hề dễ. Việc duy trì plasma ở hơn 100 triệu độ C đòi hỏi từ trường siêu mạnh, vật liệu chịu nhiệt đặc biệt và hệ thống điều khiển cực kỳ tinh vi.

Không chỉ Đức, các quốc gia hàng đầu như Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Anh đều đang tăng tốc trong cuộc đua nhiệt hạch.

Tại Mỹ, năm 2022, các nhà khoa học ở Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) lần đầu tiên đạt được “năng lượng dương” - tức năng lượng sinh ra từ phản ứng nhiều hơn năng lượng kích hoạt. Dù thành tựu này mới ở quy mô thí nghiệm, nó đã thổi bùng hy vọng về kỷ nguyên năng lượng mới.

Anh đang xây dựng nhà máy nhiệt hạch thử nghiệm Spherical Tokamak for Energy Production (STEP), dự kiến hoạt động vào giữa thập kỷ 2030.

Trung Quốc, với dự án EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), đã đạt kỷ lục duy trì plasma 120 triệu độ C trong hơn 100 giây - một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực này.

Trong bối cảnh đó, Đức không thể đứng ngoài cuộc. Với truyền thống nghiên cứu vật lý mạnh mẽ, Berlin đặt mục tiêu xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên của châu Âu trong vòng một thập kỷ tới.

“Các nền kinh tế sáng tạo nhất thế giới đang đầu tư mạnh vào nhiệt hạch. Vì vậy, đây là chiến lược sống còn cho ngành công nghệ cao của Đức,” - bà Sarah Klein khẳng định.

TÁC ĐỘNG LAN TỎA ĐẾN HỆ SINH THÁI CÔNG NGHỆ

Theo các viện nghiên cứu, đầu tư vào nhiệt hạch không chỉ nhằm tạo ra điện, mà còn có thể kích hoạt làn sóng đổi mới trong nhiều ngành liên quan. Các công nghệ nền tảng như siêu dẫn, robot, vật liệu chịu nhiệt, AI, hệ thống laser công suất lớn và mô phỏng plasma đều được thúc đẩy nhờ nghiên cứu nhiệt hạch.

“Ngoài khoa học cơ bản, nhiệt hạch còn là chất xúc tác cho đổi mới công nghiệp. Nếu doanh nghiệp được tham gia sớm, các hiệu ứng lan tỏa sẽ rất lớn,” - bà Klein nhận định.

Điều này giải thích vì sao các tập đoàn công nghệ Đức như Siemens Energy, Bosch và Thyssenkrupp đều bày tỏ sự quan tâm đến việc tham gia dự án, xem đây là cơ hội củng cố năng lực sản xuất và chuỗi cung ứng trong lĩnh vực năng lượng tương lai.

TRANH CÃI: CANH BẠC HAY LÃNG PHÍ?

Dù được kỳ vọng lớn, không ít chuyên gia cảnh báo Đức đang đi quá xa khi đổ hàng tỷ euro vào một công nghệ “chưa thành hình”. Giới phê bình cho rằng thay vì đầu tư vào “giấc mơ xa vời”, Berlin nên tăng tốc triển khai năng lượng gió ngoài khơi, điện mặt trời và pin lưu trữ, những lĩnh vực có thể mang lại hiệu quả ngay.

Tuy nhiên, bà Sibylle Günter, Giám đốc khoa học Viện Vật lý Plasma Max Planck - người đang dẫn dắt dự án Wendelstein 7-X, lại cho rằng cần nhìn vấn đề một cách tổng thể: “Không nên đặt năng lượng tái tạo và nhiệt hạch đối lập nhau. Hai hướng phát triển năng lượng này này bổ sung cho nhau".

"Gió và mặt trời không thể cung cấp điện liên tục, nhưng nhiệt hạch có thể. Ngoài ra, nhiệt hạch có thể cung cấp nhiệt công nghiệp và sản xuất nhiên liệu tổng hợp như hydro”, bà Sibylle Günter phân tích.

Bà cũng dự đoán các nhà máy nhiệt hạch thương mại đầu tiên có thể đi vào hoạt động trong khoảng 20 năm tới, nếu chính phủ và doanh nghiệp hành động quyết liệt từ hôm nay.

Dù có nhiều triển vọng, giới chuyên gia vẫn thừa nhận nhiệt hạch không phải “phép màu” cho khủng hoảng năng lượng hiện nay.

Bà Sarah Klein nhấn mạnh: “Nhiệt hạch là giải pháp dài hạn với nhiều rủi ro kỹ thuật và kinh tế. Nó không thể thay thế cho việc triển khai cấp tốc năng lượng tái tạo và lưu trữ điện hiện nay.” Tuy nhiên, bà cho rằng điều quan trọng là chuẩn bị từ bây giờ, để khi công nghệ sẵn sàng, Đức có thể nắm quyền chủ động thay vì phụ thuộc vào các đối tác ngoài châu Âu.

Giáo sư Daniel Kammen (Đại học Johns Hopkins, Mỹ) chia sẻ quan điểm tương tự: “Câu nói ‘nhiệt hạch luôn cách chúng ta 50 năm’ không còn đúng nữa. Nhờ AI, học máy và thiết kế vật liệu mới, tốc độ tiến bộ hiện nay nhanh hơn bao giờ hết. Trong vòng một thập kỷ tới, chúng ta có thể thấy các nguyên mẫu nhiệt hạch hòa lưới điện thử nghiệm.”

CHIẾN LƯỢC DÀI HẠN CỦA ĐỨC: ĐẦU TƯ CHO TƯƠNG LAI, DẪN ĐẦU LÀN SÓNG CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG MỚI

Với khoản đầu tư 1,7 tỷ euro, Đức đang phát đi thông điệp rõ ràng: quốc gia này không chỉ theo đuổi mục tiêu giảm phát thải, mà còn muốn dẫn đầu làn sóng công nghệ năng lượng thế hệ mới.

Các chuyên gia kinh tế cho rằng đây là bước đi nhằm bảo vệ năng lực cạnh tranh công nghiệp trong dài hạn. Một khi làm chủ công nghệ nhiệt hạch, Đức không chỉ đảm bảo an ninh năng lượng mà còn có thể xuất khẩu công nghệ - giống như cách nước này từng làm với năng lượng gió và thiết bị điện công nghiệp.

“Câu hỏi không phải là liệu nhiệt hạch có thành công, mà là ai sẽ làm chủ nó trước. Đức không thể đứng ngoài khi Mỹ, Trung Quốc và Anh đều đang tăng tốc,” - một chuyên gia thuộc Viện Năng lượng Berlin nhận định.

Đầu tư vào nhiệt hạch không chỉ là một nỗ lực khoa học, mà còn là tuyên ngôn chiến lược của Đức trong thời đại mới: thời đại mà năng lượng, công nghệ và chủ quyền quốc gia đan xen chặt chẽ. Trong kỷ nguyên hậu nhiên liệu hóa thạch, Berlin muốn chứng minh rằng châu Âu vẫn có thể đi đầu trong đổi mới năng lượng, chứ không chỉ nhập khẩu công nghệ từ các cường quốc khác.

Như bà Sibylle Günter nói: “Vấn đề không phải là công nghệ này khó đến đâu, mà là chúng ta có đủ tầm nhìn và kiên trì đầu tư ngay hôm nay để có nó khi nhân loại cần.”