Derpy
Intern Writer
Khi nhắc đến năng lượng hạt nhân, nhiều người sẽ nghĩ ngay đến các nhà máy điện khổng lồ trên đất liền hoặc tàu ngầm quân sự. Nhưng một trong những nơi công nghệ này có thể tạo ra thay đổi lớn nhất trong vài thập kỷ tới lại là... những con tàu chở hàng.
Nghe có vẻ lạ, nhưng điều này hoàn toàn có lý.
Khoảng 90% hàng hóa thương mại trên thế giới được vận chuyển bằng đường biển. Từ điện thoại, máy tính, quần áo cho đến thực phẩm, rất nhiều thứ chúng ta sử dụng mỗi ngày đều từng nằm trên một con tàu container. Vấn đề là những con tàu khổng lồ này cũng là "cỗ máy đốt nhiên liệu" khổng lồ.
Theo Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO), ngành vận tải biển hiện phát thải khoảng 3% lượng khí CO₂ toàn cầu, tương đương với lượng phát thải của cả một quốc gia công nghiệp lớn. Một tàu container cỡ lớn có thể tiêu thụ hàng nghìn tấn dầu nhiên liệu nặng trong một chuyến đi liên lục địa. Loại nhiên liệu này không chỉ thải ra CO₂ mà còn tạo ra sulfur dioxide và carbon đen, hai tác nhân gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng.
Đó là lý do các hãng vận tải đang ráo riết tìm kiếm một nguồn năng lượng mới.
Mới đây, liên danh gồm Samsung Heavy Industries, Viện Nghiên cứu Tàu và Kỹ thuật Đại dương Hàn Quốc (KRISO) và Viện Nghiên cứu Năng lượng Nguyên tử Hàn Quốc (KAERI) đã nhận được "Phê duyệt nguyên tắc" từ American Bureau of Shipping (ABS) cho thiết kế một tàu container chạy bằng lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới. Đây chưa phải giấy phép đóng tàu, nhưng là bước xác nhận rằng ý tưởng này có cơ sở kỹ thuật và đủ điều kiện để tiếp tục phát triển.
Điều thú vị là công nghệ họ lựa chọn không phải kiểu lò phản ứng từng xuất hiện trên tàu ngầm hay tàu sân bay.
Thay vào đó là lò phản ứng muối nóng chảy (Molten Salt Reactor, hay MSR), một công nghệ đã được nghiên cứu từ những năm 1960 nhưng chỉ vài năm gần đây mới được chú ý trở lại.
Nếu hình dung một nhà máy điện hạt nhân truyền thống giống như một chiếc nồi áp suất khổng lồ luôn phải giữ nước ở áp suất rất cao, thì MSR lại hoạt động theo cách khác. Thay vì dùng nước để truyền nhiệt, hệ thống sử dụng hỗn hợp muối nóng chảy chứa nhiên liệu hạt nhân. Muối này vừa mang nhiệt vừa đóng vai trò trong quá trình phản ứng.
Điều đó mang lại một số lợi thế. Vì không cần nước áp suất cao nên thiết kế có thể gọn hơn, giảm nguy cơ xảy ra các sự cố liên quan đến áp suất. Một điểm thú vị khác là nếu nhiệt độ tăng quá cao, muối sẽ tự giãn nở, làm phản ứng hạt nhân chậm lại. Nói đơn giản, hệ thống có khả năng tự "hãm phanh" ở một mức độ nhất định thay vì phải phụ thuộc hoàn toàn vào con người hoặc các hệ thống làm mát khẩn cấp.
Tất nhiên, điều đó không có nghĩa lò phản ứng muối nóng chảy hoàn toàn không có rủi ro. Phần lớn những ưu điểm này mới được chứng minh trong nghiên cứu và các dự án thử nghiệm. Hiện trên thế giới vẫn chưa có đội tàu thương mại nào sử dụng công nghệ này.
Nếu công nghệ đủ trưởng thành, lợi ích có thể rất lớn.
Một con tàu hạt nhân không cần tiếp nhiên liệu liên tục như tàu diesel. Thay vì phải ghé cảng để bơm hàng nghìn tấn dầu, tàu có thể hoạt động trong nhiều năm với cùng một lõi nhiên liệu hạt nhân. Điều đó giúp tăng phạm vi hoạt động, giảm chi phí nhiên liệu và quan trọng hơn là gần như không phát thải CO₂ trong quá trình vận hành.
Các nghiên cứu cũng cho thấy việc loại bỏ dầu nhiên liệu nặng có thể giúp tiết kiệm hàng chục triệu USD trong suốt vòng đời của một tàu container cỡ lớn, đồng thời giảm đáng kể lượng khí thải gây ô nhiễm.
Dù vậy, thách thức cũng không hề nhỏ.
Không phải vấn đề lớn nhất nằm ở công nghệ, mà ở sự chấp nhận của xã hội. Liệu các cảng biển có sẵn sàng tiếp nhận tàu hạt nhân? Các quốc gia có cho phép chúng cập cảng? Ai sẽ chịu trách nhiệm nếu xảy ra sự cố? Việc đào tạo thủy thủ, xây dựng tiêu chuẩn an toàn và xử lý nhiên liệu sau khi hết vòng đời đều là những bài toán chưa có lời giải hoàn chỉnh.
Thực tế, tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân không phải ý tưởng mới. Hải quân nhiều nước đã sử dụng tàu ngầm và tàu sân bay hạt nhân từ hàng chục năm trước. Tuy nhiên, với tàu chở hàng thương mại, bài toán kinh tế, pháp lý và tâm lý xã hội phức tạp hơn nhiều, khiến công nghệ này chưa thể phổ biến.
Có lẽ vì vậy mà câu chuyện về tàu hạt nhân ngày nay không còn đơn thuần là câu chuyện của ngành năng lượng. Nó phản ánh nỗ lực của thế giới trong việc tìm kiếm lời giải cho một bài toán lớn hơn: làm thế nào để vận chuyển hàng hóa cho nền kinh tế toàn cầu mà không tiếp tục phụ thuộc vào hàng trăm triệu tấn nhiên liệu hóa thạch mỗi năm.
Liệu những con tàu container chạy bằng lò phản ứng hạt nhân có thực sự trở thành hình ảnh quen thuộc trong vài chục năm tới hay không vẫn còn là dấu hỏi. Nhưng rõ ràng, khi thế giới đặt mục tiêu giảm phát thải về mức 0 vào năm 2050, những ý tưởng từng được xem là khoa học viễn tưởng đang dần trở thành những phương án được cân nhắc nghiêm túc.
Nghe có vẻ lạ, nhưng điều này hoàn toàn có lý.
Khoảng 90% hàng hóa thương mại trên thế giới được vận chuyển bằng đường biển. Từ điện thoại, máy tính, quần áo cho đến thực phẩm, rất nhiều thứ chúng ta sử dụng mỗi ngày đều từng nằm trên một con tàu container. Vấn đề là những con tàu khổng lồ này cũng là "cỗ máy đốt nhiên liệu" khổng lồ.
Theo Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO), ngành vận tải biển hiện phát thải khoảng 3% lượng khí CO₂ toàn cầu, tương đương với lượng phát thải của cả một quốc gia công nghiệp lớn. Một tàu container cỡ lớn có thể tiêu thụ hàng nghìn tấn dầu nhiên liệu nặng trong một chuyến đi liên lục địa. Loại nhiên liệu này không chỉ thải ra CO₂ mà còn tạo ra sulfur dioxide và carbon đen, hai tác nhân gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng.
Đó là lý do các hãng vận tải đang ráo riết tìm kiếm một nguồn năng lượng mới.
Mới đây, liên danh gồm Samsung Heavy Industries, Viện Nghiên cứu Tàu và Kỹ thuật Đại dương Hàn Quốc (KRISO) và Viện Nghiên cứu Năng lượng Nguyên tử Hàn Quốc (KAERI) đã nhận được "Phê duyệt nguyên tắc" từ American Bureau of Shipping (ABS) cho thiết kế một tàu container chạy bằng lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới. Đây chưa phải giấy phép đóng tàu, nhưng là bước xác nhận rằng ý tưởng này có cơ sở kỹ thuật và đủ điều kiện để tiếp tục phát triển.
Điều thú vị là công nghệ họ lựa chọn không phải kiểu lò phản ứng từng xuất hiện trên tàu ngầm hay tàu sân bay.
Thay vào đó là lò phản ứng muối nóng chảy (Molten Salt Reactor, hay MSR), một công nghệ đã được nghiên cứu từ những năm 1960 nhưng chỉ vài năm gần đây mới được chú ý trở lại.
Nếu hình dung một nhà máy điện hạt nhân truyền thống giống như một chiếc nồi áp suất khổng lồ luôn phải giữ nước ở áp suất rất cao, thì MSR lại hoạt động theo cách khác. Thay vì dùng nước để truyền nhiệt, hệ thống sử dụng hỗn hợp muối nóng chảy chứa nhiên liệu hạt nhân. Muối này vừa mang nhiệt vừa đóng vai trò trong quá trình phản ứng.
Điều đó mang lại một số lợi thế. Vì không cần nước áp suất cao nên thiết kế có thể gọn hơn, giảm nguy cơ xảy ra các sự cố liên quan đến áp suất. Một điểm thú vị khác là nếu nhiệt độ tăng quá cao, muối sẽ tự giãn nở, làm phản ứng hạt nhân chậm lại. Nói đơn giản, hệ thống có khả năng tự "hãm phanh" ở một mức độ nhất định thay vì phải phụ thuộc hoàn toàn vào con người hoặc các hệ thống làm mát khẩn cấp.
Tất nhiên, điều đó không có nghĩa lò phản ứng muối nóng chảy hoàn toàn không có rủi ro. Phần lớn những ưu điểm này mới được chứng minh trong nghiên cứu và các dự án thử nghiệm. Hiện trên thế giới vẫn chưa có đội tàu thương mại nào sử dụng công nghệ này.
Nếu công nghệ đủ trưởng thành, lợi ích có thể rất lớn.
Một con tàu hạt nhân không cần tiếp nhiên liệu liên tục như tàu diesel. Thay vì phải ghé cảng để bơm hàng nghìn tấn dầu, tàu có thể hoạt động trong nhiều năm với cùng một lõi nhiên liệu hạt nhân. Điều đó giúp tăng phạm vi hoạt động, giảm chi phí nhiên liệu và quan trọng hơn là gần như không phát thải CO₂ trong quá trình vận hành.
Các nghiên cứu cũng cho thấy việc loại bỏ dầu nhiên liệu nặng có thể giúp tiết kiệm hàng chục triệu USD trong suốt vòng đời của một tàu container cỡ lớn, đồng thời giảm đáng kể lượng khí thải gây ô nhiễm.
Dù vậy, thách thức cũng không hề nhỏ.
Không phải vấn đề lớn nhất nằm ở công nghệ, mà ở sự chấp nhận của xã hội. Liệu các cảng biển có sẵn sàng tiếp nhận tàu hạt nhân? Các quốc gia có cho phép chúng cập cảng? Ai sẽ chịu trách nhiệm nếu xảy ra sự cố? Việc đào tạo thủy thủ, xây dựng tiêu chuẩn an toàn và xử lý nhiên liệu sau khi hết vòng đời đều là những bài toán chưa có lời giải hoàn chỉnh.
Thực tế, tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân không phải ý tưởng mới. Hải quân nhiều nước đã sử dụng tàu ngầm và tàu sân bay hạt nhân từ hàng chục năm trước. Tuy nhiên, với tàu chở hàng thương mại, bài toán kinh tế, pháp lý và tâm lý xã hội phức tạp hơn nhiều, khiến công nghệ này chưa thể phổ biến.
Có lẽ vì vậy mà câu chuyện về tàu hạt nhân ngày nay không còn đơn thuần là câu chuyện của ngành năng lượng. Nó phản ánh nỗ lực của thế giới trong việc tìm kiếm lời giải cho một bài toán lớn hơn: làm thế nào để vận chuyển hàng hóa cho nền kinh tế toàn cầu mà không tiếp tục phụ thuộc vào hàng trăm triệu tấn nhiên liệu hóa thạch mỗi năm.
Liệu những con tàu container chạy bằng lò phản ứng hạt nhân có thực sự trở thành hình ảnh quen thuộc trong vài chục năm tới hay không vẫn còn là dấu hỏi. Nhưng rõ ràng, khi thế giới đặt mục tiêu giảm phát thải về mức 0 vào năm 2050, những ý tưởng từng được xem là khoa học viễn tưởng đang dần trở thành những phương án được cân nhắc nghiêm túc.
