Lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ: Bước ngoặt công nghệ của Canada và gợi mở cho hành trình xanh của Việt Nam

Với chiến lược quốc gia toàn diện, kết hợp giữa đổi mới công nghệ, khung pháp lý linh hoạt và sự đồng thuận xã hội, chương trình SMR của Canada không chỉ góp phần hiện thực hóa mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 mà còn mở ra những gợi ý quý giá cho Việt Nam trong hành trình hướng tới tự chủ công nghệ và an ninh năng lượng bền vững.

CHIẾN LƯỢC SMR CỦA CANADA: TỪ TẦM NHÌN ĐẾN HÀNH ĐỘNG TIÊN PHONG CHUYỂN DỊCH NĂNG LƯỢNG

Lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (Small Modular Reactor - SMR) là thế hệ lò phản ứng phân hạch tiên tiến, được thiết kế nhỏ gọn, có thể sản xuất hàng loạt trong nhà máy và lắp ráp mô-đun tại nhiều địa điểm khác nhau. Công suất của SMR dao động từ 5 đến 300 MW, thấp hơn nhiều so với lò hạt nhân truyền thống (thường trên 700 MW), nhưng lại vượt trội ở tính linh hoạt, an toàn và hiệu quả kinh tế dài hạn.

Điểm nổi bật của SMR nằm ở ba đặc tính: nhỏ gọn, mô-đun và linh hoạt. SMR có thể vận chuyển đến vùng sâu, vùng xa; dễ dàng mở rộng quy mô và phục vụ nhiều mục tiêu như phát điện, cung cấp nhiệt cho công nghiệp nặng, khử muối nước biển hay sưởi ấm khu dân cư. Một số mẫu SMR có khả năng hoạt động liên tục 10-20 năm chỉ với một lần nạp nhiên liệu và tự động dừng an toàn khi gặp sự cố mà không cần can thiệp của con người.

Canada đang khẳng định vị thế tiên phong trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân với chiến lược phát triển lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR). Nền tảng của quốc gia này nằm ở hơn 60 năm kinh nghiệm phát triển lò CANDU - công nghệ đã được xuất khẩu tới sáu quốc gia - cùng nguồn uranium dồi dào, hệ thống quản lý minh bạch và thương hiệu uy tín. Những lợi thế này giúp Canada nổi lên như một trong những quốc gia dẫn đầu trong “cuộc đua SMR” toàn cầu.

Theo ước tính, thị trường SMR nội địa của Canada có thể đạt 5,3 tỷ USD giai đoạn 2025-2040, trong khi thị trường toàn cầu được dự báo lên tới 150 tỷ USD mỗi năm vào năm 2040. SMR không chỉ mở ra cơ hội kinh tế mà còn là động lực quan trọng giúp Canada củng cố vị thế tiên phong trong chuyển dịch năng lượng và hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Chiến lược SMR của Canada tập trung vào ba hướng ứng dụng chủ đạo.

Thứ nhất là phát điện nối lưới, thay thế các nhà máy than cũ bằng nguồn điện hạt nhân không phát thải.

Thứ hai là cung cấp điện và nhiệt cho các ngành công nghiệp nặng, đặc biệt tại các khu khai khoáng và sản xuất dầu cát ở vùng xa.

Thứ ba là cung cấp năng lượng ngoài lưới (off-grid) cho các cộng đồng miền Bắc và đảo xa, nơi chi phí diesel cao và năng lượng tái tạo chưa ổn định. Nhờ tính mô-đun, SMR cho phép Canada triển khai linh hoạt từ quy mô khu vực đến các ngành công nghiệp nặng, mở rộng ứng dụng hạt nhân ra ngoài lưới điện quốc gia truyền thống.

Lộ trình phát triển SMR toàn quốc được khởi xướng từ năm 2017, khi Bộ Tài nguyên Thiên nhiên Canada (NRCan) tổ chức đối thoại toàn quốc mang tên “Generation Energy” nhằm xác định vai trò của SMR trong tương lai năng lượng sạch.

Kết quả của quá trình này là sự ra đời của Lộ trình SMR Canada (SMR Roadmap Project) công bố năm 2018, một chương trình kéo dài 10 tháng với sự tham gia của chính phủ liên bang, các tỉnh bang, doanh nghiệp và cộng đồng bản địa. Lộ trình này đưa ra hơn 50 khuyến nghị về quản lý chất thải, an toàn, hợp tác quốc tế và tham vấn cộng đồng.

Tiếp đó, Kế hoạch hành động SMR Canada (SMR Action Plan) ra đời năm 2020 nhằm cụ thể hóa các khuyến nghị thành chương trình hành động thực tiễn. Kế hoạch bao gồm “Tuyên bố nguyên tắc chung” được tất cả các bên - chính phủ, doanh nghiệp, cộng đồng bản địa và viện nghiên cứu - cùng ký kết. NRCan cũng duy trì đối thoại liên tục với cộng đồng bản địa để đảm bảo sự đồng thuận xã hội và minh bạch trong mọi giai đoạn triển khai.

DỰ ÁN DARLINGTON - BIỂU TƯỢNG CỦA NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN THẾ HỆ MỚI

Trung tâm của chương trình SMR Canada là Dự án điện hạt nhân mới Darlington (Darlington New Nuclear Project) do Tập đoàn Điện lực Ontario (OPG) triển khai. Đây là nhà máy SMR thương mại đầu tiên tại Bắc Mỹ, dự kiến hoàn thành vào năm 2030.

Nhà máy được thiết kế với bốn tổ máy SMR, mỗi tổ có công suất 300 MW, tổng công suất đạt 1.200 MW, đủ khả năng cung cấp điện cho khoảng 1,2 triệu hộ dân. Công nghệ sử dụng tại đây đã được Ủy ban An toàn Hạt nhân Canada (CNSC) cấp phép xây dựng, đánh dấu lần đầu tiên trong khối OECD.

Năm 2023, Ngân hàng Hạ tầng Canada (CIB) cam kết đầu tư 970 triệu USD cho giai đoạn 1 của dự án - khoản đầu tư lớn nhất của CIB trong lĩnh vực năng lượng sạch. Khoản vốn này tài trợ cho thiết kế chi tiết, chuẩn bị mặt bằng, mua thiết bị chính, kết nối hạ tầng và quản lý dự án.

Khi hoàn thành, Darlington SMR dự kiến giúp giảm 740.000 tấn CO₂ mỗi năm, tương đương 160.000 ô tô chạy xăng - đóng góp trực tiếp vào mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Theo nghiên cứu của Conference Board of Canada, mỗi dự án SMR như Darlington có thể tạo ra 700 việc làm trong giai đoạn phát triển, 1.600 việc làm khi xây dựng, 200 việc làm thường xuyên trong vận hành và 160 việc làm trong giai đoạn tháo dỡ.

Không chỉ là dự án năng lượng, Darlington còn là bệ phóng giúp Canada trở thành trung tâm xuất khẩu công nghệ SMR toàn cầu - với nhiều tỉnh bang và quốc gia như Mỹ, Anh, Pháp, Hàn Quốc đang bày tỏ ý định hợp tác.

ƯU ĐIỂM, THÁCH THỨC TRIỂN KHAI SMR VÀ LỢI THẾ SO SÁNH CÔNG NGHỆ CÁC QUỐC GIA

Công nghệ SMR sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật như: an toàn cao nhờ vào lõi nhiên liệu nhỏ và cơ chế làm mát thụ động; tính linh hoạt và dễ dàng trong việc triển khai; chi phí đầu tư ban đầu thấp; và phát thải khí nhà kính bằng 0.

SMR được coi là một mảnh ghép quan trọng trong hệ sinh thái năng lượng sạch, không chỉ giúp đảm bảo nguồn điện ổn định mà còn hỗ trợ tích cực cho năng lượng gió và mặt trời.

Tuy nhiên, để triển khai ứng dụng công nghệ này vẫn tồn tại nhiều thách thức cần giải quyết. Thứ nhất, chi phí trên mỗi MW hiện cao hơn 50-70% so với nhà máy lớn, do đó cần có quy mô sản xuất hàng loạt để giảm giá thành.

Thứ hai, chất thải phóng xạ từ SMR có đặc điểm khác với lò CANDU hiện nay, trong khi Canada mới có cơ sở xử lý tại Ontario và New Brunswick.

Thứ ba, nhiều thiết kế SMR yêu cầu uranium làm giàu cao (HALEU), nhưng Canada chưa có nhà máy làm giàu, buộc phải nhập từ đối tác quốc tế.

Cuối cùng, yếu tố pháp lý và sự chấp thuận xã hội, đặc biệt từ cộng đồng bản địa, vẫn là điều kiện tiên quyết cho mọi dự án.

Về mặt công nghệ, hiện nay, Hoa Kỳ phát triển mô hình NuScale Power Module (77 MW/tổ), nhưng gặp khó về chi phí và tiến độ. Nga đã vận hành nhà máy SMR nổi Akademik Lomonosov (70 MW) tại Bắc Cực từ năm 2020. Trung Quốc xây dựng lò SMR thương mại ACP100, dự kiến hoạt động năm 2026. Hàn Quốc và Nhật Bản đầu tư mạnh vào SMR thế hệ IV để xuất khẩu trong thập kỷ 2030.

Trong khi đó, Canada chọn hướng tiếp cận khác biệt, tập trung mối liên kết chặt chẽ giữa chính phủ- doanh nghiệp- cộng đồng với mục tiêu an toàn, thương mại hóa và hợp tác quốc tế. Một trong những điểm mạnh của Canada chính là khung pháp lý linh hoạt, cơ chế tài chính công - tư (CIB) hiệu quả, cùng với sự tham gia tích cực và thực chất của cộng đồng bản địa.

SMR - CƠ HỘI NĂNG LƯỢNG XANH VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CHO VIỆT NAM

Việt Nam đang đối mặt với áp lực lớn về an ninh năng lượng và hiện thực hóa cam kết đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Trong bối cảnh đó, SMR xuất hiện như một giải pháp khả thi, mở ra cơ hội vừa đảm bảo nguồn điện ổn định, vừa thúc đẩy chuyển đổi xanh.

Theo Nghị quyết 70/2025 của Bộ Chính trị về bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia đến năm 2030, tầm nhìn 2045, Việt Nam đặt mục tiêu làm chủ công nghệ lò phản ứng hạt nhân công suất nhỏ (SMR) vào năm 2040.

Kế hoạch triển khai khoảng 8-10 tổ máy trước năm 2035 và 30-35 tổ máy vào năm 2045. Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt sẽ đóng vai trò trung tâm trong đào tạo, nghiên cứu và thực hành, đồng thời phối hợp với các đối tác quốc tế để tiếp nhận và nội địa hóa công nghệ.

SMR có công suất dưới 300 MW mỗi tổ máy, an toàn cao nhờ hệ thống thụ động, dễ mở rộng và phù hợp với lưới điện nhỏ, hứa hẹn trở thành trụ cột chiến lược trong lộ trình phát triển năng lượng hạt nhân Việt Nam.

Để tận dụng cơ hội này, Việt Nam cần hoàn thiện khung pháp lý và cơ chế an toàn riêng cho SMR, bao gồm quy trình cấp phép, tiêu chuẩn kỹ thuật và giám sát môi trường, tham khảo mô hình của Ủy ban An toàn Hạt nhân Canada (CNSC).

Đồng thời, việc đầu tư mạnh vào nghiên cứu và đào tạo, khuyến khích các viện năng lượng, trường đại học và doanh nghiệp tham gia mạng lưới R&D quốc tế, hợp tác với IAEA, Canada hay Hàn Quốc, sẽ phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao.

Việc thí điểm ứng dụng SMR tại các khu vực đặc thù như đảo xa, khu công nghiệp miền Trung - Tây Nguyên... không chỉ giúp phục vụ nhu cầu dân sinh mà còn mang lại những bài học quý giá trong quá trình vận hành.

Bên cạnh đó, phát triển chuỗi cung ứng nội địa thông qua việc chế tạo thiết bị, vật liệu, phần mềm điều khiển và cơ khí chính xác sẽ tạo nền tảng vững chắc cho ngành công nghiệp phụ trợ hạt nhân, hướng tới việc tự chủ công nghệ lâu dài.

Kinh nghiệm từ chương trình SMR của Canada cho thấy một quốc gia có thể kết hợp tầm nhìn chính sách, năng lực công nghiệp và sự đồng thuận xã hội để dẫn dắt cuộc cách mạng năng lượng mới. SMR không chỉ là “phiên bản thu nhỏ” của lò phản ứng truyền thống, mà còn là biểu tượng của mô hình năng lượng thông minh, an toàn và xanh, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững toàn cầu.

Với tầm nhìn dài hạn, Việt Nam hoàn toàn có thể tận dụng giai đoạn “hậu carbon” để phát triển năng lực SMR nội địa - hướng tới tự chủ công nghệ, an ninh năng lượng và nền kinh tế xanh trong kỷ nguyên mới.