Lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ và bài toán điện cho AI ở Việt Nam

2 giờ trướcBài gốc

Trong nhiều năm, câu chuyện điện hạt nhân tại Việt Nam thường được nhìn dưới góc độ an ninh năng lượng quốc gia. Song tại Diễn đàn Đổi mới sáng tạo Việt Nam - Mỹ diễn ra ngày 8/5 ở NIC Hòa Lạc, một cách tiếp cận khác đã xuất hiện, khi điện hạt nhân được đặt vào trung tâm của cuộc đua AI (trí tuệ nhân tạo), bán dẫn và hạ tầng số.

Sự thay đổi này phản ánh việc Việt Nam đang bước vào giai đoạn phát triển mới, nơi điện không còn chỉ phục vụ sản xuất công nghiệp truyền thống mà trở thành “nhiên liệu chiến lược” cho nền kinh tế AI.

Tại diễn đàn, EXCEL Services Corporation - doanh nghiệp tư vấn kỹ thuật hạt nhân của Mỹ - thông báo đang hợp tác với Trung tâm Đổi mới sáng tạo Quốc gia (NIC) nghiên cứu triển khai các trung tâm năng lượng có độ tin cậy cực cao tại Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM nhằm phục vụ những ngành tiêu thụ điện khổng lồ như bán dẫn, AI, trung tâm dữ liệu và công nghệ cao.

Theo ông Dan Ludwig - Phó chủ tịch EXCEL Services Corporation - Việt Nam cần nguồn cung năng lượng ổn định nhằm duy trì chuỗi cung ứng toàn cầu về các linh kiện, hệ thống và dịch vụ CNTT, đặc biệt là AI. Giải pháp kỹ thuật được đưa ra là sử dụng SMR (lò phản ứng mô-đun nhỏ) kết hợp với smart microgrid (lưới điện vi mô thông minh). Đây là mô hình phát điện không chỉ giúp đảm bảo nhu cầu nội khu mà còn giảm áp lực đầu tư cho hệ thống truyền tải quốc gia.

"Nhiệm vụ của chúng tôi không phải là cạnh tranh với EVN hay PVN. Việc phát triển nguồn điện tại chỗ sẽ giảm bớt áp lực tài chính cho EVN, nhất là trong việc đầu tư quy mô lớn vào hệ thống truyền tải và phân phối điện toàn quốc", ông Dan Ludwig nói thêm.

Phát biểu này cho thấy một tư duy rất khác so với mô hình điện truyền thống.

Trong phần lớn thế kỷ XX, hệ thống điện trên thế giới vận hành theo mô hình tập trung. Các nhà máy điện lớn được xây ở xa đô thị rồi truyền tải điện đi hàng trăm km qua hệ thống siêu cao áp. Thế nhưng, AI đang khiến mô hình đó trở nên quá tải.

Một trung tâm dữ liệu AI hiện đại có thể tiêu thụ lượng điện tương đương thành phố cỡ trung. Các siêu cụm GPU (bộ xử lý đồ họa) phục vụ huấn luyện mô hình AI hoạt động liên tục 24/7, gần như không được phép mất điện dù chỉ vài giây. Điều này hoàn toàn khác với phụ tải điện dân dụng thông thường, vốn có mức tiêu thụ phân tán và thay đổi theo thời điểm trong ngày.

Trong bối cảnh đó, nhiều gã khổng lồ công nghệ bắt đầu đặt nhà máy điện cạnh trung tâm dữ liệu. Microsoft, Amazon, Google, Oracle đều đang tìm kiếm nguồn điện hạt nhân hoặc các nguồn điện nền ổn định để phục vụ các khu phức hợp AI và trung tâm dữ liệu thế hệ mới.

Đó cũng chính là ý tưởng đằng sau đề xuất của EXCEL Services Corporation với Việt Nam.

Ảnh: SV

Lò phản ứng mô-đun nhỏ và lưới điện vi mô thông minh là gì?

SMR là công nghệ điện hạt nhân thế hệ mới được thiết kế theo hướng nhỏ gọn, tiêu chuẩn hóa và có thể lắp ghép linh hoạt, thường có công suất dưới 300 MW (megawatt) điện mỗi tổ máy, nhỏ hơn nhiều so với nhà máy điện hạt nhân truyền thống (1.000 - 1.600 MW). Nhiều SMR có thể được ghép lại để tăng tổng công suất theo nhu cầu.

Các bộ phận chính của SMR được sản xuất sẵn trong nhà máy, sau đó vận chuyển tới địa điểm lắp đặt. Cách tiếp cận này giúp rút ngắn thời gian xây dựng, giảm chi phí đầu tư ban đầu, hạn chế rủi ro chậm tiến độ.

SMR thường tích hợp các cơ chế an toàn thụ động, tức là có thể tự làm mát và tự dừng phản ứng không cần điện hoặc can thiệp của con người trong trường hợp sự cố. Điều này giúp giảm đáng kể nguy cơ tai nạn nghiêm trọng.

Giống điện hạt nhân truyền thống, SMR không phát thải carbon trong quá trình phát điện. SMR được sử dụng cho trung tâm dữ liệu AI và hạ tầng tiêu thụ điện lớn cần nguồn điện ổn định 24/7; khu công nghiệp, mỏ, đảo hoặc vùng xa lưới điện; cung cấp điện kết hợp nhiệt cho công nghiệp, khử mặn nước biển hoặc sản xuất hydro.

Một nhà máy điện hạt nhân truyền thống cần vốn đầu tư cực lớn, thời gian xây dựng kéo dài nhiều năm và phụ thuộc mạnh vào hệ thống truyền tải quốc gia. Trong khi đó, SMR có thể triển khai theo cụm nhỏ, gần nơi tiêu thụ điện lớn như khu công nghệ cao hay trung tâm dữ liệu.

Điều đó đặc biệt phù hợp với mô hình microgrid mà EXCEL Services Corporation đang nói tới.

Microgrid có thể hiểu là một “lưới điện thu nhỏ”, có nguồn điện riêng, hệ thống điều phối tải riêng và hoạt động độc lập với lưới điện quốc gia nếu cần thiết. Khi tích hợp AI và hệ thống điều khiển số, microgrid trở thành smart microgrid, tức lưới điện vi mô thông minh có khả năng tự tối ưu phân phối điện theo thời gian thực.

Nói cách khác, thay vì EVN phải đầu tư những tuyến truyền tải khổng lồ để đưa điện tới mọi trung tâm AI tương lai, mỗi cụm công nghệ có thể sở hữu hệ sinh thái điện riêng. Chẳng hạn, một khu phức hợp AI tại TP.HCM có thể sở hữu SMR riêng. Một khu bán dẫn ở Đà Nẵng có thể vận hành smart microgrid riêng. Trung tâm dữ liệu lớn tại Hòa Lạc có thể được cấp điện từ nguồn năng lượng cục bộ với độ ổn định cực cao.

Đây cũng là lý do SMR trở thành chủ đề được giới công nghệ và năng lượng quốc tế đặc biệt quan tâm vài năm gần đây.

Trên thực tế, AI đang làm thay đổi hoàn toàn bài toán năng lượng toàn cầu. Theo nhiều nghiên cứu quốc tế, các trung tâm dữ liệu AI thế hệ mới có thể tiêu thụ lượng điện gấp nhiều lần trung tâm dữ liệu truyền thống do nhu cầu làm mát và vận hành GPU mật độ cao.

Điều đó khiến điện mặt trời và điện gió gặp hạn chế trong vai trò nguồn điện chính cho AI. Dù phát triển nhanh, năng lượng tái tạo vẫn phụ thuộc thời tiết và cần hệ thống lưu trữ rất lớn để duy trì tải nền liên tục.

Trong khi đó, điện hạt nhân có khả năng cung cấp nguồn điện ổn định 24/7 với phát thải carbon thấp. Thế nên nhiều quốc gia bắt đầu xem điện hạt nhân như nền tảng cho nền kinh tế AI trong tương lai.

Việc Việt Nam bắt đầu xuất hiện các cuộc thảo luận về SMR cho thấy tư duy năng lượng cũng đang dịch chuyển theo xu hướng toàn cầu này.

SMR có thực sự an toàn?

Đây là câu hỏi mà nhiều người thắc mắc. Sau sự cố tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi (Nhật Bản) vào tháng 3/2011, nhiều cuộc thảo luận về điện hạt nhân đều gắn với nỗi lo an toàn và điều này hoàn toàn dễ hiểu. Thế nhưng, các SMR thế hệ mới cố gắng giải quyết vấn đề đó.

Khác với lò phản ứng truyền thống phụ thuộc mạnh vào hệ thống bơm và làm mát chủ động, nhiều SMR hiện đại sử dụng cơ chế an toàn thụ động. Khi xảy ra sự cố như mất điện hoặc hệ thống làm mát gặp trục trặc, SMR hiện đại có thể tự giảm phản ứng hạt nhân và tự tản nhiệt nhờ các quy luật vật lý tự nhiên như trọng lực và dòng nước nóng lạnh lưu thông tự nhiên, thay vì phải phụ thuộc hoàn toàn vào máy bơm hay nguồn điện bên ngoài.

Một số thiết kế SMR còn đặt lõi lò dưới mặt đất và tích hợp trong các mô-đun thép kín nhằm giảm nguy cơ phát tán phóng xạ.

Do quy mô nhỏ hơn, lượng nhiên liệu hạt nhân trong mỗi mô-đun cũng thấp hơn nhà máy truyền thống. Điều này giúp giảm nhiệt dư và thu hẹp vùng ảnh hưởng nếu xảy ra sự cố.

Song nói SMR “an toàn hơn” không có nghĩa là “không có rủi ro”.

Điện hạt nhân vẫn là lĩnh vực đòi hỏi tiêu chuẩn cực cao về kỹ thuật, vận hành, an ninh và quản lý. Đặc biệt là với mô hình smart microgrid, vấn đề an ninh mạng sẽ trở thành thách thức mới vì toàn bộ hệ thống phụ thuộc nhiều vào phần mềm điều khiển số.

Do đó, tại diễn đàn ngày 8/5, đại diện Cục An toàn bức xạ và hạt nhân cũng nhấn mạnh yêu cầu đặt an toàn, an ninh và quản lý rủi ro ở mức cao nhất nếu Việt Nam phát triển điện hạt nhân thế hệ mới.

SMR và smart microgrid có phù hợp với Hà Nội, Đà Nẵng, TP.HCM?

Một câu hỏi khác được đặt ra là liệu Hà Nội, Đà Nẵng, TP.HCM có phù hợp để triển khai SMR với smart microgrid hay không. Nếu xét về nhu cầu điện cho AI và trung tâm dữ liệu, cả ba đô thị đều có tiềm năng lớn.

TP.HCM đang phát triển mạnh trung tâm dữ liệu, tài chính số và công nghệ cao. Nếu Việt Nam muốn xây dựng các khu phức hợp AI quy mô lớn trong tương lai, khu vực phía Nam sẽ là một trong những trung tâm trọng điểm.

Thế nhưng, TP.HCM là nơi khó triển khai SMR với smart microgrid vì mật độ dân cư quá cao, quỹ đất hạn chế và tâm lý xã hội có thể nhạy cảm với điện hạt nhân. Vì vậy, nếu mô hình mới được triển khai ở phía Nam trong tương lai, khả năng cao sẽ không đặt trong nội đô TP.HCM mà nằm ở các vùng vệ tinh công nghiệp hoặc khu công nghệ cao cách trung tâm thành phố hàng chục km.

Mô hình này cho phép nguồn điện được sản xuất gần các trung tâm dữ liệu, khu phức hợp AI hoặc nhà máy bán dẫn nhưng vẫn giữ khoảng cách an toàn với khu dân cư đông đúc, đồng thời giảm áp lực đầu tư thêm các tuyến truyền tải điện quy mô lớn cho toàn khu vực phía Nam.

Đà Nẵng được xem là một trong những địa phương phù hợp nhất nếu Việt Nam muốn thử nghiệm SMR với smart microgrid trong tương lai. So với Hà Nội và TP.HCM, Đà Nẵng có quy mô đô thị vừa phải, mật độ dân cư không quá cao và quỹ đất phát triển công nghiệp, công nghệ vẫn còn dư địa. Đà Nẵng cũng nhiều năm theo đuổi định hướng trở thành trung tâm công nghệ cao, trung tâm dữ liệu và đổi mới sáng tạo của miền Trung, với hàng loạt dự án liên quan công nghệ số, AI và hạ tầng dữ liệu đang được thúc đẩy. Do đó, nhu cầu về một nguồn điện ổn định, sạch và có độ tin cậy cao ngày càng trở nên quan trọng. Một lợi thế khác của Đà Nẵng là áp lực lên hệ thống điện và hạ tầng đô thị hiện chưa nặng như TP.HCM, trong khi vị trí địa lý nằm giữa cả nước cũng thuận lợi cho việc hình thành các trung tâm dữ liệu phục vụ khu vực miền Trung và Đông Nam Á.

Trong khi đó, Hà Nội là nơi tập trung rất nhiều cơ quan quản lý, trung tâm nghiên cứu, doanh nghiệp công nghệ và các khu công nghệ cao như Hòa Lạc, kéo theo nhu cầu điện cho trung tâm dữ liệu và hạ tầng AI tăng nhanh những năm tới. Tuy nhiên, Hà Nội cũng đối mặt với với những vấn đề tương tự TP.HCM như mật độ dân cư dày đặc, không gian đô thị chật hẹp và yêu cầu an ninh đặc biệt cao vì là trung tâm chính trị của cả nước.

Chỉ riêng việc lựa chọn vị trí phù hợp cho một dự án năng lượng hạt nhân thế hệ mới đã là bài toán cực kỳ phức tạp, do phải đáp ứng đồng thời tiêu chuẩn an toàn hạt nhân, khoảng cách với khu dân cư, hạ tầng giao thông, nguồn nước làm mát và các yêu cầu an ninh quốc gia. Vì vậy, nếu mô hình SMR được triển khai để phục vụ Hà Nội trong tương lai, khả năng lớn là các cụm năng lượng sẽ được đặt ở những khu vực phụ cận hoặc các vành đai công nghiệp xung quanh thủ đô thay vì nằm trong nội đô. Điện sau đó sẽ được phân phối tới các trung tâm dữ liệu, khu phức hợp AI hoặc khu công nghệ cao thông qua các smart microgrid có khả năng vận hành độc lập và ổn định hơn so với mô hình cấp điện truyền thống.

Thách thức lớn

Thách thức lớn của Việt Nam không nằm ở địa điểm mà là năng lực nền tảng. Hiện Việt Nam chưa có ngành công nghiệp hạt nhân hoàn chỉnh, nguồn nhân lực phục vụ vận hành và quản lý còn hạn chế. Ngoài ra, hệ thống pháp lý cho điện hạt nhân thế hệ mới chưa hoàn thiện và chuỗi cung ứng nội địa cũng chưa sẵn sàng.

Ngay cả trên thế giới, phần lớn SMR vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm, xin cấp phép hoặc triển khai quy mô hạn chế. Công nghệ này được đánh giá rất tiềm năng nhưng chưa bước vào giai đoạn thương mại hóa đại trà. Điều này có nghĩa Việt Nam không thể xem SMR như giải pháp “mua là dùng ngay”.

Không chỉ là câu chuyện năng lượng

Điện hạt nhân thế hệ mới không chỉ là câu chuyện về năng lượng mà còn liên quan trực tiếp tới địa chính trị công nghệ.

Vài năm qua, Mỹ ngày càng siết chặt kiểm soát xuất khẩu công nghệ chiến lược. Các công nghệ liên quan AI, bán dẫn và năng lượng tiên tiến đều nằm trong nhóm nhạy cảm. Do đó, việc một doanh nghiệp Mỹ công khai nói tới chuyển giao công nghệ, đào tạo nhân lực và hợp tác dài hạn với Việt Nam mang ý nghĩa lớn hơn rất nhiều một dự án điện đơn thuần.

Nói cách khác, điều EXCEL Services Corporation đang đề xuất thực chất là mô hình hạ tầng năng lượng cho nền kinh tế AI.

Nếu nhìn xa hơn, đây có thể là bước khởi đầu cho một giai đoạn mới tại Việt Nam, nơi các khu công nghệ cao, trung tâm dữ liệu và cụm AI không chỉ được quy hoạch theo mô hình công nghiệp truyền thống mà gắn trực tiếp với các hệ thống năng lượng thông minh, nguồn điện tại chỗ và hạ tầng số tích hợp.

Từ góc độ chính sách và hợp tác quốc tế, ông Phạm Quang Vinh - nguyên Thứ trưởng Bộ Ngoại giao và nguyên Đại sứ Việt Nam tại Mỹ - nhận định rằng năng lượng tiên tiến đang trở thành một trong những lĩnh vực hợp tác quan trọng trong quan hệ Việt Nam - Mỹ, đặc biệt trong bối cảnh hai nước cùng thúc đẩy các ưu tiên về công nghệ cao, đổi mới sáng tạo và phát triển bền vững.

Theo ông Phạm Quang Vinh, việc tăng cường hợp tác trong lĩnh vực này không chỉ góp phần đáp ứng nhu cầu phát triển trong nước mà còn tạo điều kiện để Việt Nam tham gia sâu hơn vào các chuỗi giá trị và mạng lưới công nghệ toàn cầu.

Sơn Vân

Nguồn Một Thế Giới : https://1thegioi.vn/lo-phan-ung-hat-nhan-mo-dun-nho-va-bai-toan-dien-cho-ai-o-viet-nam-251365.html