Hé lộ giải pháp mới cho ngành năng lượng sạch toàn cầu

Nhiều tiềm năng với phản ứng nhiệt hạch

“Chúng ta đang tiến gần hơn bao giờ hết tới một thực tế được cung cấp năng lượng từ nhiệt hạch. Tuy nhiên, vẫn tồn tại những thách thức lớn về khoa học và kỹ thuật”, Đặc phái viên về khí hậu của Mỹ John Kerry nói tại các cuộc đàm phán về khí hậu của Liên Hợp Quốc ở Dubai.

Theo đó, ông Kerry muốn đẩy nhanh tốc độ đó với hy vọng hạn chế sự nóng lên toàn cầu ở mức 1,5 độ C kể từ thời tiền công nghiệp, một chuẩn mực do cộng đồng quốc tế đặt ra. Quan chức của Mỹ cũng kêu gọi các quốc gia cùng nhau “khai thác sức mạnh vật lý cơ bản và sự khéo léo của con người để ứng phó với khủng hoảng”.

JT-60SA của Nhật Bản là lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới trước khi ITER đi vào hoạt động

“Chiến lược này đưa ra năm lĩnh vực hợp tác quốc tế: nghiên cứu, chuỗi cung ứng và thị trường tương lai, quy định, vấn đề lực lượng lao động và sự tham gia của công chúng”, ông Kerry phát biểu tại Diễn đàn Năng lượng Toàn cầu của Hội đồng Đại Tây Dương.

Trước đó, Mỹ và Vương quốc Anh đã công bố quan hệ đối tác vào tháng 11, để tăng tốc phát triển năng lượng nhiệt hạch toàn cầu và vào năm ngoái Mỹ đã công bố tầm nhìn nghiên cứu của riêng mình trong thập kỷ qua.

Ngoài ra, ở miền nam nước Pháp, 35 quốc gia đang hợp tác trên một cỗ máy thử nghiệm để khai thác năng lượng nhiệt hạch - Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER), để chứng minh tính khả thi của phản ứng nhiệt hạch như một nguồn năng lượng không chứa carbon quy mô lớn. Dự án đó đã bị cản trở do trì hoãn lâu và chi phí vượt mức. Trước đó, Nhật Bản và châu Âu cho biết họ cũng khởi động lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới.

Ông Andrew Holland, Giám đốc điều hành của Hiệp hội Công nghiệp năng lượng nhiệt hạch, cho biết cả Trung Quốc và Nga đều là đối tác của ITER và đặc biệt là Trung Quốc đang tích cực thúc đẩy nghiên cứu và phát triển nhiệt hạch.

“Chúng tôi đang cố gắng xây dựng một lực lượng toàn cầu để đạt được điều đó trước Trung Quốc, để nước này không thống trị một công nghệ mới nào khác”, ông Holland nhận định.

Năng lượng nhiệt hạch khác với năng lượng phân hạch đang được sử dụng ở các nhà máy điện hạt nhân hiện nay ở chỗ phản ứng hợp nhất hai nguyên tử hạt nhân thay vì tách làm đôi.

Theo Hiệp hội Công nghiệp Nhiệt hạch, trong cuộc chạy đua toàn cầu nhằm biến nó thành nguồn năng lượng thực tế và có thể là vô hạn, cho đến nay, hơn 6 tỷ USD đã được đầu tư. Hiện có hơn 40 công ty nhiệt hạch trên toàn cầu với hơn 80% vốn đầu tư vào Mỹ.

Biến phản ứng nhiệt hạch thành hiện thực

Tính đến nay, chưa có lò phản ứng nhiệt hạch nào tiến gần tới sản sinh nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ. Đây là một trở ngại lớn bởi lò phản ứng sử dụng lượng điện khổng lồ. ITER có thể mở đường cho năng lượng bền vững và có chi phí khoảng 20 tỷ USD là dự án khoa học lớn nhất hành tinh.

Giáo sư Dennis Whyte, người đồng sáng lập Commonwealth, người đứng đầu Trung tâm Khoa học và Nhiệt hạch Plasma, cho biết hy vọng của họ là nhanh chóng chế tạo được một thiết bị nhỏ hơn, ít tốn kém hơn để biến phản ứng nhiệt hạch thành hiện thực về mặt thương mại.

“Nếu phản ứng nhiệt hạch trở nên cạnh tranh về mặt kinh tế, chúng ta sẽ giải quyết được vấn đề năng lượng cho nhân loại mãi mãi. Áp lực đến từ biến đổi khí hậu và an ninh năng lượng có nghĩa là dường như đây là thời điểm thích hợp để thực hiện nỗ lực lớn nhằm đạt được điều đó”, ông Whyte nói.

Tuy nhiên, theo ông Edwin Lyman, Giám đốc an toàn năng lượng hạt nhân của Liên minh các nhà khoa học ở Washington, bất chấp nhiều người cường điệu hóa lên, nhưng năng lượng nhiệt hạch hạt nhân rẻ và đáng tin cậy vẫn là một giấc mơ viển vông.

Ông Lyman cho rằng, năng lượng nhiệt hạch ít có khả năng được thương mại hóa hơn các giải pháp thay thế khác trong khung thời gian cho phép nó giúp ngăn chặn những tác động xấu nhất của biến đổi khí hậu. Ông cho hay, mức giá khổng lồ cũng có thể làm mất đi những lựa chọn thay thế hứa hẹn hơn, chẳng hạn như năng lượng tái tạo, các nguồn tài nguyên mà họ cần để phát triển.