Mỹ khởi công nhà máy điện nhiệt hạch thương mại đầu tiên trên thế giới, tham vọng nhân bản thành 1.000 nhà máy
Các nhà khoa học Mỹ tham vọng hàng nghìn nhà máy điện nhiệt hạch tương tự nhằm định hình lại bản đồ năng lượng thế giới.
Một dự án đột phá trong lĩnh vực năng lượng sạch vừa được công bố tại Quận Chesterfield, Virginia. Commonwealth Fusion Systems (CFS), công ty spin-off của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), sẽ xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch thương mại đầu tiên trên thế giới.
Theo thông báo chính thức từ MIT, nhà máy sẽ được xây dựng tại Công viên công nghiệp James River, ngoại ô Richmond, với công suất thiết kế 400 MW - đủ cung cấp điện cho 150.000 hộ gia đình.
Dự án được triển khai dưới sự hợp tác chiến lược với Dominion Energy Virginia, đơn vị sẽ cung cấp chuyên môn kỹ thuật và phát triển, cùng quyền sử dụng đất dài hạn.
Giáo sư Dennis Whyte, đồng sáng lập CFS, chia sẻ với phóng viên: "Đây là bước ngoặt trong lịch sử phát triển năng lượng nhiệt hạch. Chúng tôi đang định hình lại cuộc đua phát triển điện nhiệt hạch thương mại toàn cầu. Tham vọng của chúng tôi không dừng lại ở một nhà máy - mà là hàng nghìn cơ sở tương tự, góp phần định hình lại bản đồ năng lượng thế giới."
Đột phá công nghệ then chốt của dự án nhà máy điện nhiệt hạch này nằm ở hệ thống nam châm siêu dẫn thế hệ mới. Công nghệ này cho phép kiểm soát plasma hiệu quả trong không gian nhỏ gọn hơn đáng kể so với các thiết kế tokamak truyền thống, mở ra khả năng thương mại hóa năng lượng nhiệt hạch.
CFS, được thành lập năm 2012 như một dự án nghiên cứu tại MIT, sẽ độc lập đảm nhiệm toàn bộ công tác đầu tư, xây dựng và vận hành. Mặc dù chi tiết ngân sách chưa được công bố, nhiều nguồn tin trong ngành cho biết công ty đã cam kết đầu tư hàng tỷ USD cho dự án tiên phong này. Nhà máy dự kiến đi vào hoạt động vào đầu thập kỷ 2030.
Thách thức về tiến độ
Trong khi MIT tuyên bố dự án tại Virginia sẽ là nhà máy điện nhiệt hạch thương mại đầu tiên trên thế giới, giới chuyên gia vẫn bày tỏ hoài nghi về tính khả thi của mốc thời gian đề ra. Lý do đến từ những thách thức kỹ thuật phức tạp mà ngay cả dự án ITER - dự án năng lượng nhiệt hạch lớn nhất thế giới tại Pháp - cũng đang phải đối mặt.
ITER, khởi động từ năm 2006, đã nhiều lần phải lùi tiến độ. Mặc dù đã hoàn thành việc lắp đặt lò phản ứng tokamak lớn nhất thế giới đầu năm nay, dự án này có thể sẽ phải đợi đến năm 2040 mới đi vào vận hành - chậm 20 năm so với kế hoạch ban đầu.
Tạp chí Scientific American (SciAm) bày tỏ quan ngại về kế hoạch của CFS, đặc biệt khi công ty này vẫn chưa hoàn thiện mô hình thử nghiệm SPARC tại Massachusetts. SPARC được kỳ vọng sẽ chứng minh khả năng tạo ra năng lượng ròng vào năm 2027 - một mục tiêu được giới chuyên gia đánh giá là "kỳ tích" nếu đạt được.
Tuy nhiên, CFS có một số lợi thế riêng. Khác với ITER - một dự án nghiên cứu thuần túy, nhà máy tại Virginia được thiết kế theo hướng thương mại với quy mô nhỏ gọn, tối ưu. "Chúng ta đang ở thời điểm bước ngoặt của năng lượng nhiệt hạch", GS. Ian Waitz, Phó Chủ tịch Nghiên cứu MIT nhận định. "Tuy nhiên, để duy trì vị thế dẫn đầu, chúng ta cần tiếp tục đầu tư mạnh mẽ vào nghiên cứu cơ bản".
ITER sẽ không chuyển hóa nhiệt năng thành điện năng, nhưng những nghiên cứu từ dự án này có thể hỗ trợ đáng kể cho sáng kiến của CFS. Dù vậy, với đặc thù của công nghệ nhiệt hạch, khả năng cao CFS cũng sẽ đối mặt với những thách thức tương tự như ITER về tiến độ triển khai.
Điện nhiệt hạch và điện hạt nhân đều sử dụng năng lượng từ hạt nhân nguyên tử để sản xuất điện, nhưng chúng khác biệt đáng kể về cơ chế và tác động. Điện nhiệt hạch dựa trên phản ứng nhiệt hạch, nơi hai hạt nhân nhẹ kết hợp thành hạt nhân nặng hơn, giải phóng năng lượng mà không tạo ra chất thải phóng xạ lâu dài và không có nguy cơ phản ứng dây chuyền mất kiểm soát.
Trong khi đó, điện hạt nhân sử dụng phản ứng phân hạch, nơi một hạt nhân nặng bị tách thành các hạt nhân nhẹ hơn, tạo ra năng lượng cao nhưng kèm theo chất thải phóng xạ cần xử lý hàng nghìn năm.
Dù điện hạt nhân đã được ứng dụng rộng rãi, điện nhiệt hạch được kỳ vọng là nguồn năng lượng sạch và bền vững trong tương lai, dù hiện tại vẫn đối mặt với thách thức về công nghệ và chi phí.
Theo Construction Briefing
