tại sao người ta không dùng Thorium

Sự thật Uranium (phần 2): 4 nguồn năng lượng sạch thay thế Uranium

Biến cố của nhà máy điện hạt nhân Fukushima (Nhật Bản) vào tháng 3 năm 2011 gây cho những người quan sát phải đặt ra những câu hỏi về ích lợi của Uranium như là 1 nguồn năng lượng hạt nhân và có lẽ thêm cả những nguồn năng lượng sạch. (1)

Đây có thể là 1 kết luận hơi sớm vì có nhiều yếu tố có thể được sử dụng trong chu kỳ hạt nhân để tạo ra điện năng. Thêm nữa, có nhiều nguồn nhiên liệu an toàn hơn, phi hạt nhân thay thế và điện năng thì ít gây tổn hại đến môi trường hơn nhiều.

Một số nguồn năng lượng thay thế đã được biết đến bởi nhiều thế hệ trước. Chúng bao gồm Thorium, năng lượng mặt trời, khí tự nhiên và hydrogen.

THORIUM

Thorium là một nguyên tố có thể dùng như là nhiên liệu trong chu kỳ hạt nhân. Nó là một nguồn thay thế cho Uranium, và công nghệ để áp dụng Thorium đã được công bố từ thập niên 1960. Nhiều nhà khoa học và những người khác đang ủng hộ sử dụng nguyên tố này dựa trên nhiều lợi thế của nó vượt hơn chuỗi nhiên liệu Uranium hiện tại tại hầu hết nhà máy trên thế giới.

Thorium là nguyên tố dồi dào hơn Uranium. Ấn độ, Brazil, Úc và Mỹ có 1 số trữ lượng lớn khoảng 6.4 triệu tấn. Hơn nữa, TẤT CẢ Thorium khai thác có thể được sử dụng như là nhiên liệu so với ít hơn 1% của Uranium (<1% Urani-235 hữu ích và 99% Urani-238). Các nhà khoa học đã nghiên cứu rằng chuỗi nhiên liệu Thorium duy trì tiến trình sản xuất ít tốn kém hơn và an toàn hơn chuỗi nhiên liệu Uranium hiện đang sử dụng tại các cơ sở hạt nhân (một tấn thorium hiệu quả tương đương với 200-250 tấn urani; 3,5 triệu tấn than).

Nhiều quốc gia đã bắt đầu hướng đến khả năng sử dụng Thorium để sản xuất năng lượng. Trung Quốc thì đang theo đuổi phát triển lò phản ứng hạt nhân muối nóng chảy (molten salt nuclear reactor – có thể dùng thorium như 1 nhiên liệu). Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc nói rằng công nghệ này “đã từng”: an toàn với môi trường, có hiệu quả kinh tế và có tính chính trị.

Ấn Độ cũng đã xác định Thorium như là 1 nguồn năng lượng trong giai đoạn 3 của Chương trình Năng lượng hạt nhân mà nước này đã áp dụng từ thập niên 1960. Họ cũng đang làm việc trên thiết kế lò phản ứng nước nặng cao cấp để triển khai công nghệ này.

Mỹ là một trong những nước tiên phong trong việc phát triển công nghệ này nhiều thế hệ trước và cũng nằm trong số những quốc gia đầu tiên có các lò phản ứng Thorium quy mô nhỏ hoạt động. Những công trình này bây giờ đã bị dừng hoạt động và, bởi vì Mỹ gặp phải những lỗ hổng trong chính sách năng lượng, hiện tại không có lò phản ứng Thorium nào được xem xét.

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Năng lượng mặt trời rất dồi dào, vô tận và được cho là nguồn năng lượng thay thế tốt nhất. Phương pháp thông thường để khai thác chúng là sử dụng các tấm pin năng lượng chuyển đổi ánh nắng mặt trời thành điện năng để rồi được phân phối đến người sử dụng.

Một tiềm năng khác của năng lượng mặt trời là tạo ra nhiên liệu chuyển đổi sử dụng cho xe hơi và xe tải. Sundrop Fuels sử dụng một công nhệ gọi là khí hóa quang năng, điều này liên quan đến việc tập trung năng lượng mặt trời để đun nóng các sinh khối đến xấp xỉ 2370 độ F (~ 1298 độ C). Quá trình này tạo ra khí có thành phần gồm CO và Hydro mà có thể xử lý thêm nữa để tạo thành xăng và nhiên liệu diesel.

Nhược điểm

Không ổn định: Có một thực tế bất khả kháng: Vào ban đêm, trong những ngày nhiều mây và mưa thì không có ánh sáng mặt trời, vì thế năng lượng mặt trời không thể là nguồn điện chính yếu. Tuy nhiên, so với điện gió, điện mặt trời vẫn là một lựa chọn có nhiều ưu thế hơn.

Mật độ năng lượng thấp: Một trong những thông số quan trọng của nguồn điện mặt trời là mật độ công suất trung bình, được đo bằng W/m2 và được mô tả bằng lượng điện năng có thể thu được từ một đơn vị diện tích nguồn năng lượng. Chỉ số này đối với điện mặt trời là 170 W/m2 – nhiều hơn các nguồn năng lượng tái tạo khác, nhưng thấp hơn dầu, khí, than và điện hạt nhân. Vì lý do này, để tạo ra 1kW điện từ nhiệt năng mặt trời đòi hỏi một diện tích khá lớn của các tấm pin mặt trời.] (2)

KHÍ TỰ NHIÊN

Khí tự nhiên cũng có thể được sử dụng như 1 nguồn năng lượng thay thế về năng lượng chuyển đổi và có một vài lợi thế hơn dầu mỏ thứ nhiên liệu hóa thạch điển hình được tinh chế thành xăng. Khí tự nhiên phát ra ít carbon và chất ô nhiễm vào không khí hơn khi được đốt nóng và được nhìn nhận nhanh chóng trong việc cung cấp cho nước Mỹ như là nền công nghiệp đã hoàn thiện công nghệ để giải phóng một lượng lớn khi tự nhiên ở đá phiến sét.

Khí tự nhiên được sử dụng như năng lượng chuyển đổi có thể là khí nén tự nhiên (CNG) hoặc khí hóa lỏng (LNG). Nó cũng rẻ hơn xăng, với CNG được bán trung bình rẻ hơn 30 cent so với xăng trên cơ sở ngang bằng năng lượng theo phân tích của Bộ Năng Lượng (Mỹ).

Nhược điểm

Mặc dù khí thiên nhiên không phát ra nhiều CO2 nhưng trong nó phần lớn lại chủ yếu bao gồm metan. Đối với khí quyển, một tấn metan có tác hại lớn gấp 25 lần so với một tấn CO2. (3)

Ngoài ra Metan còn ẩn chứa nhiều mối nguy hiểm khi bị rò rỉ nên không thể biến nó thành nguồn năng lượng chính.

KHÍ HYDRO

Một nguồn nhiên liệu thay thế khác là hydro, có thể được sử dụng kết hợp với pin nhiên liệu để cung ứng cho ngành vận chuyển. Khí Hydro đốt sạch, nó có thể được sản xuất trong nước, và nó có thể hiệu quả gấp ba lần so với động cơ chạy bằng xăng thông thường.

Khí Hydro có thể được sản xuất thông qua nhiều quá trình khác nhau bao gồm nhiên liệu hóa thạch, sinh khối hoặc nước điện phân. Để có được lợi ích cao nhất từ hydro làm nguồn nhiên liệu, phương pháp tốt nhất là sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để sản xuất hydro.

Nhược điểm

Bản thân Khí hydro là nhiên liệu sạch, nhưng sản xuất trên quy mô thương mại lại ít khả thi. Nó thường được tạo ra bằng cách chuyển đổi khí tự nhiên, quá trình này không chỉ tạo ra nhiều khí thải carbon dioxide mà còn gây tốn kém. (4)

KẾT LUẬN

Phương pháp nào, nguồn năng lượng nào cũng có nhược điểm. Nhưng có những nhược điểm chúng ta có thể tạm chấp nhận được nếu nó khả thi với quy mô lớn và lâu dài.

Riêng phần Thorium, chúng ta chưa nói đến điểm yếu, do nó gần với Uranium và nó khả thi nhất. Còn lại cả khí tự nhiên, khí hydro và năng lượng mặt trời (vì nhiều lý do) đều đã bị loại bởi không đủ tiêu chuẩn nhân rộng cho toàn bộ nền năng lượng trong nhiều năm tới.

Bài sau chúng ta sẽ tìm hiểu vì sao người ta không phát triển năng lượng Thorium mà lại dùng Uranium mặc dù công nghệ dành cho nó đã có từ 60 năm trước.

Tài liệu:
(1) Nội dung chính bài viết dịch từ đây
(2) Ưu khuyết năng lượng mặt trời
(3) Metan tàn phá môi trường hơn CO2
Đọc thêm về Metan
(4) Mặt trái của năng lượng từ khí Hydro
Đọc thêm về Hydro
Đọc thêm sự thật Uranium (phần 1)

Chia sẻ nếu thấy hay bạn nhé!
fb-share-icon0
fb-share-icon0

Related Posts

nhà máy điện hạt nhân của Đức

Sự thật Uranium (phần 1): Tại sao phóng xạ hạt nhân còn kinh khủng khiếp hơn ô nhiễm nhựa ngàn lần

Hồi tháng 6/2019, Hiệp hội Năng lượng Việt Nam (VEA) kiến nghị chính phủ tái

Gửi lại một đánh giá

avatar
  Đăng ký  
Thông báo về