Trung Quốc học thành công công nghệ nắm trọn tương lai năng lượng từ Mỹ, Pháp, nhưng nay chưa nước nào học lại được Trung Quốc, thậm chí bị vượt xa hàng thập kỷ, vì sao?

Trung Quốc đang nhanh chóng vươn lên trở thành quốc gia dẫn đầu toàn cầu về năng lượng hạt nhân, với số lượng lò phản ứng đang được xây dựng gần bằng tổng số lò phản ứng của thế giới cộng lại.

Vốn đã quá nổi tiếng với pin mặt trời và xe điện, Trung Quốc hiện đang xây dựng các nhà máy hạt nhân với tốc độ phi thường. Dự kiến đến năm 2030, công suất hạt nhân của Trung Quốc sẽ vượt qua Mỹ - quốc gia đầu tiên phân tách nguyên tử để tạo ra điện.

Nhiều lò phản ứng của Trung Quốc được phát triển dựa trên các thiết kế của Mỹ và Pháp, nhưng Trung Quốc đã khắc phục được tình trạng chậm trễ thi công và đội vốn. Đây là những vấn đề đã làm cản trở nỗ lực mở rộng năng lượng hạt nhân của phương Tây.

Song song với đó, Trung Quốc đang mở rộng giới hạn công nghệ, đạt được những đột phá trong các công nghệ hạt nhân thế hệ mới mà phương Tây chưa thể nắm bắt. Nước này cũng đang đầu tư mạnh vào năng lượng nhiệt hạch, một nguồn năng lượng sạch có tiềm năng vô hạn nếu con người có thể tìm ra cách kiểm soát.

Mục tiêu cuối cùng của Bắc Kinh là trở thành nhà cung cấp năng lượng hạt nhân cho thế giới, gia nhập nhóm ít các quốc gia bao gồm Mỹ, Nga, Pháp và Hàn Quốc có khả năng thiết kế và xuất khẩu một số loại máy móc phức tạp nhất từng được phát minh.

Chuyên gia cấp cao Mark Hibbs tại Viện Carnegie vì Hòa bình, tác giả một cuốn sách về chương trình hạt nhân của Trung Quốc, nhận xét: “Người Trung Quốc đang tiến rất, rất nhanh. Họ rất muốn chứng minh với thế giới rằng chương trình của họ là không thể ngăn cản”.

Khi Mỹ và Trung Quốc cạnh tranh giành vị thế đứng đầu toàn cầu, năng lượng đã trở thành một chiến trường địa chính trị. Mỹ đã định vị mình là nhà cung cấp hàng đầu các loại nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí đốt và than đá. Ngược lại, Trung Quốc thống trị việc sản xuất pin mặt trời, tuabin gió và pin tích điện. Họ coi năng lượng tái tạo là thị trường trị giá hàng nghìn tỷ USD trong tương lai.

Điện hạt nhân đang được hồi sinh mạnh mẽ trên toàn cầu, đặc biệt khi lo ngại về biến đổi khí hậu ngày càng tăng. Điều này là do các lò phản ứng hạt nhân không thải ra khí nhà kính và có thể sản xuất điện 24/7.

Chính quyền ông Trump đặt mục tiêu tăng gấp 4 lần công suất điện hạt nhân của Mỹ vào năm 2050. Họ hy vọng phát triển một thế hệ công nghệ lò phản ứng mới để cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu trong nước và bán cho các quốc gia khát năng lượng ở nước ngoài.

Các quan chức lo ngại rằng nếu Trung Quốc thống trị thị trường xuất khẩu điện hạt nhân, nước này có thể mở rộng ảnh hưởng toàn cầu. Vì việc xây dựng các nhà máy hạt nhân ở nước ngoài tạo ra các mối quan hệ sâu sắc, kéo dài hàng thập kỷ giữa các quốc gia.

Trong cuộc đua năng lượng nguyên tử, Trung Quốc có một lợi thế rõ ràng. Họ đã tìm ra cách sản xuất lò phản ứng tương đối nhanh và rẻ. Quốc gia này hiện xây các lò phản ứng chỉ trong 5 - 6 năm, nhanh gấp đôi so với các quốc gia phương Tây.

Trong khi chi phí xây dựng hạt nhân của Mỹ tăng vọt sau những năm 1960, Trung Quốc đã khiến chi phí giảm một nửa vào thập niên 2000 và ổn định kể từ đó. Ví dụ điển hình là lò phản ứng hạt nhân duy nhất của Mỹ được xây trong thế kỷ này đã mất 11 năm và tốn 35 tỷ USD.

“Khi lần đầu tiên chúng tôi có được dữ liệu này và thấy xu hướng giảm chi phí ở Trung Quốc, tôi đã rất ngạc nhiên”, nghiên cứu viên Shangwei Liu tại Trường Kennedy thuộc Harvard cho biết.

Câu hỏi lớn đặt ra là làm thế nào Trung Quốc lại giỏi về năng lượng hạt nhân đến vậy và liệu Mỹ có thể bắt kịp hay không.

Một nhà máy điện hạt nhân hiện đại là một trong những dự án xây dựng phức tạp nhất hành tinh. Lò phản ứng với nhiệm vụ phân tách các nguyên tử phải được làm bằng thép chuyên dụng dày hơn 25 cm và chịu được tia phóng xạ trong nhiều thập kỷ. Lò này được đặt trong một mái vòm khổng lồ như mái vòm nhà Quốc hội Mỹ. Chúng được làm từ bê tông cốt thép để ngăn chặn rò rỉ. Hàng nghìn km đường ống và dây điện cũng phải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt.

Việc huy động vốn cho các dự án trị giá hàng tỷ USD này là vô cùng khó khăn. Chỉ một sự cố nhỏ, chẳng hạn thay đổi một linh kiện giữa chừng, cũng có thể gây trì hoãn dài và khiến chi phí vay tăng vọt.

Theo thời gian, Trung Quốc đã làm chủ được quy trình này, bắt đầu bằng sự hỗ trợ mạnh mẽ của chính phủ. Ba nhà phát triển hạt nhân thuộc sở hữu nhà nước nhận được các khoản vay lãi suất thấp từ chính phủ để xây dựng các lò phản ứng mới. Chính phủ Trung Quốc cũng yêu cầu các nhà điều hành lưới điện mua một phần điện từ các nhà máy hạt nhân với mức giá ưu đãi.

Điều quan trọng không kém, các công ty hạt nhân của Trung Quốc chỉ xây vài mẫu lò phản ứng nhất định và lặp lại những mẫu này nhiều lần. Nhà phân tích Joy Jiang tại Viện Breakthrough nhận xét rằng điều đó giúp các nhà phát triển hoàn thiện quy trình xây dựng và là “yếu tố cần thiết để mở rộng quy mô một cách hiệu quả”.

Việc Trung Quốc có chủ trương quốc gia mở rộng điện hạt nhân đồng nghĩa với việc các công ty thêm tự tin đầu tư vào nhà máy trong nước và lực lượng kỹ sư chuyên biệt. Tại một tổ hợp rộng lớn gần Thượng Hải, các vỏ lò áp suất khổng lồ liên tục được rèn đúc, sẵn sàng vận chuyển tới các dự án mới ngay khi cần. Đội thợ hàn chuyên biệt di chuyển liền mạch từ công trường này sang công trường khác.

Tình hình tại phương Tây lại hoàn toàn khác. Trong thập niên 1970 - 1980, việc xây dựng hạt nhân ở Mỹ chậm lại đáng kể do lãi suất tăng và các cơ quan quản lý thường xuyên thắt chặt các quy định an toàn. Những lo lắng về việc xử lý chất thải hạt nhân và nỗi sợ hãi sau sự cố lò phản ứng tại Three Mile Island, bang Pennsylvania, vào năm 1979 càng làm tình hình thêm khó.

Đồng thời, các nhà phát triển tư nhân liên tục thử nghiệm các thiết kế lò phản ứng mới, điều này đòi hỏi các linh kiện khác nhau gây ra nhiều phức tạp. Điện hạt nhân của Mỹ tụt hậu dần vì thiếu sự tính toán.

Sự khác biệt trở nên rõ ràng vào cuối những năm 2000. Các công ty điện lực Mỹ cố gắng hồi sinh năng lượng hạt nhân bằng mẫu lò phản ứng AP1000. Các nhà phát triển đã gặp khó khăn với công nghệ mới này, dẫn đến dự án liên tục bị trì hoãn và chi phí tăng vọt.

Trong khi đó, Trung Quốc cũng xây dựng các lò phản ứng AP1000. Nước này cũng đối mặt với những thách thức nghiêm trọng, chẳng hạn như khó khăn trong việc mua máy bơm chất làm mát và chi phí tăng đột biến. Nhưng thay vì bỏ cuộc, các quan chức Trung Quốc đã nghiên cứu nguyên nhân gây ra sai sót, điều chỉnh thiết kế và phát triển chuỗi cung ứng trong nước.

CEO James Krellenstein của công ty tư vấn hạt nhân Alva Energy cho biết: “Những gì người Trung Quốc đã làm thực sự thông minh. Họ nói: chúng tôi sẽ tạm dừng vài năm và tiếp thu mọi kinh nghiệm đã rút ra”.

Trung Quốc hiện đang xây dựng thêm 9 bản sao của lò phản ứng AP1000, gọi là CAP1000. Theo một báo cáo của Bộ Năng lượng Mỹ, tất cả đều đang trên đà hoàn thiện trong vòng 5 năm với chi phí rẻ hơn đáng kể.

Những người ủng hộ hạt nhân ở Mỹ đôi khi lập luận rằng các quy định an toàn quá nghiêm ngặt làm tăng chi phí. Trung Quốc cũng yêu cầu tương tự, nhưng có quy trình phê duyệt dễ dàng hơn. Theo nghiên cứu của bà Jiang, hầu hết các lò phản ứng ở Trung Quốc đều khởi công chỉ vài tuần sau khi nhận được sự chấp thuận cuối cùng từ cơ quan quản lý an toàn. Trong khi đó tại Mỹ, khoảng thời gian chờ có thể tính bằng tháng hoặc bằng năm.

Nhà tư vấn ngành điện David Fishman tại Lantau Group cho biết: “Trung Quốc có kinh nghiệm trong việc xây dựng những thứ to lớn, từ đập nước đến đường cao tốc đến đường sắt cao tốc. Và những kỹ năng quản lý dự án đó có thể chuyển giao được”.

Là quốc gia phát thải khí nhà kính lớn nhất thế giới, Trung Quốc đang tìm cách cắt giảm ô nhiễm. Và năng lượng hạt nhân đóng một vai trò quan trọng.

Điện mặt trời và điện gió đang phát triển nhanh chóng, chiếm phần lớn điện sạch của Trung Quốc. Nhưng quốc gia này cũng đốt một lượng than khổng lồ để cung cấp điện khi trời không nắng và gió không thổi. Việc bổ sung năng lượng hạt nhân có thể giúp hỗ trợ năng lượng tái tạo và thay thế than đá.

Tuy nhiên, việc mở rộng hạt nhân của Trung Quốc vẫn phải đối mặt với những rào cản. Một trong những nhà máy của Trung Quốc đã bị rò rỉ phóng xạ nhỏ vào năm 2021. Và một tai nạn lớn hơn có thể gây ra phản ứng dữ dội từ công chúng.

Quốc gia này vẫn đang tìm cách chôn cất chất thải hạt nhân và một số thành phố đã chứng kiến các cuộc biểu tình gay gắt về kế hoạch xây dựng nhà máy tái chế chất thải. Bắc Kinh cũng đã cấm các lò phản ứng mới ở nội địa Trung Quốc do lo ngại về việc các lò phản ứng ngốn nước. Nếu lệnh cấm này tiếp tục kéo dài, ngành công nghiệp này có thể bị giới hạn phát triển.

Tuy nhiên, hiện tại, Trung Quốc vẫn đang phát triển nhanh như vũ bão, với kế hoạch xây dựng hàng trăm lò phản ứng vào giữa thế kỷ này.

Tại Mỹ, năng lượng hạt nhân là một trong những loại năng lượng hiếm hoi nhận được sự ủng hộ từ cả các chính trị gia Đảng Cộng hòa, Đảng Dân chủ và các nhà môi trường. Tuy nhiên, Mỹ đang theo đuổi một con đường mở rộng hạt nhân hoàn toàn khác, một con đường dựa nhiều vào đổi mới tư nhân hơn là sự hỗ trợ của chính phủ.

Hàng chục công ty khởi nghiệp đang nghiên cứu một thế hệ lò phản ứng nhỏ hơn, mới hơn, được cho là rẻ hơn so với các nhà máy khổng lồ trước đây. Các công ty công nghệ như Google, Amazon và OpenAI đang đổ hàng tỷ đô la vào các công ty khởi nghiệp hạt nhân như Kairos Power, X-Energy và Oklo để giúp cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu phục vụ trí tuệ nhân tạo của họ. Các dự án ban đầu đang được tiến hành ở Wyoming, Texas và Tennessee, mặc dù rất ít lò phản ứng mới dự kiến sẽ đi vào hoạt động trước những năm 2030.

Chính quyền ông Trump muốn đẩy nhanh công việc này bằng cách giảm bớt các quy định tại Ủy ban Điều tiết Hạt nhân (NRC), cơ quan chứng nhận sự an toàn của các lò phản ứng trước khi chúng được xây dựng. Các nhà phê bình cho rằng NRC đã trở nên quá cứng nhắc để xử lý các lò phản ứng tiên tiến ít có khả năng xảy ra sự cố tan chảy.

Bộ trưởng Năng lượng Chris Wright cho biết chính quyền đang đặt cược rằng nguồn vốn tư nhân đổ vào các dự án hạt nhân sẽ khơi dậy khả năng của Mỹ và đưa Mỹ vượt lên trước Trung Quốc.

Tuy nhiên, một số người lo lắng rằng Mỹ đang đặt cược quá nhiều vào các đột phá công nghệ thay vì tập trung vào tài chính, kỹ năng và cơ sở hạ tầng cần thiết để xây dựng nhà máy, như cách Trung Quốc đã làm.

Ví dụ, Mỹ đã mất gần hết khả năng để chế tạo các bộ phận lò phản ứng lớn. Một thế hệ lò phản ứng tiên tiến mới cũng có thể mất nhiều năm để hoàn thiện, khiến Mỹ bị bỏ lại phía sau.

Trong khi chính quyền ông Trump đã hành động để đẩy nhanh việc cấp phép hạt nhân và tăng nguồn cung cấp nhiên liệu hạt nhân trong nước, một số công cụ quan trọng của chính phủ để thúc đẩy các lò phản ứng mới, như văn phòng cho vay của Bộ Năng lượng, đã bị cản trở bởi việc cắt giảm nhân sự. Những nỗ lực cắt giảm các quy định an toàn có thể gây ra tranh cãi. Ngoài ra còn có rủi ro là sự quan tâm của các gã khổng lồ công nghệ có thể tan biến nếu sự bùng nổ A.I. chậm lại.

Chương trình phát triển hạt nhân nhanh chóng của Trung Quốc là tiền đề cho một mục tiêu lớn hơn: thống trị thị trường toàn cầu. Các công ty Trung Quốc đã xây dựng 6 lò phản ứng ở Pakistan và có kế hoạch xuất khẩu thêm nhiều lò phản ứng nữa.

Đồng thời, Trung Quốc đang nỗ lực vượt qua Mỹ về đổi mới công nghệ. Trung Quốc đã xây dựng lò phản ứng “thế hệ thứ tư” đầu tiên trên thế giới. Mẫu lò này làm mát bằng khí, có thể cung cấp nhiệt và hơi nước cho ngành công nghiệp nặng ngoài việc sản xuất điện. Trung Quốc cũng đang theo đuổi các công nghệ sử dụng ít uranium hơn, chẳng hạn như lò phản ứng thorium, hoặc tái chế nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.