Nhiệt độ chạm đỉnh và quyết định ngắt điện khẩn cấp
Nắng nóng kỷ lục đang tạo ra sức ép chưa từng có lên cơ sở hạ tầng năng lượng của châu Âu. Theo trang Wonderful Engineering, Pháp đã tạm thời đóng cửa ba lò phản ứng hạt nhân và giảm sản lượng tại tám lò khác do đợt nắng nóng gay gắt đẩy nhiệt độ lên trên 40 độ C. Động thái cho thấy tác động ngày càng lớn của thời tiết cực đoan đối với cơ sở hạ tầng năng lượng của nước này.
Các tổ máy bị ảnh hưởng trực tiếp bao gồm lò phản ứng số 2 tại nhà máy Golfech (bờ sông Garonne), lò số 3 tại nhà máy Bugey (bờ sông Rhône) và lò số 2 tại nhà máy Chooz (bờ sông Meuse). Tổng cộng, đợt cắt giảm này chiếm khoảng 6% tổng công suất của toàn bộ mạng lưới điện hạt nhân nước Pháp. Đáng chú ý, đây không phải là lần đầu tiên trong năm EDF phải dùng đến biện pháp này; trước đó vào đợt nóng tháng 6, nhiều nhà máy cũng từng phải cắt giảm sản lượng do nhiệt độ tăng đột biến.
Cơ quan khí tượng quốc gia Pháp đã đặt 37 tỉnh thành vào tình trạng báo động đỏ - mức cảnh báo cao nhất về thời tiết. Nhiệt độ ban ngày dao động từ 32 đến 38 độ C, có những khu vực chạm ngưỡng 41 độ C. Nắng nóng kéo dài khiến hơn 25 triệu người dân rơi vào cảnh ngột ngạt, đồng thời đẩy nhu cầu tiêu thụ điện năng lên mức đỉnh điểm.
Tuy nhiên, việc đóng cửa các lò phản ứng không xuất phát từ rủi ro rò rỉ hay mất an toàn hạt nhân, mà là rào cản kỹ thuật gắn liền với môi trường. Đại diện EDF nhấn mạnh hệ thống của họ hoàn toàn có khả năng vận hành ổn định dưới nhiệt độ cao, nhưng giới hạn chịu đựng của tự nhiên thì không cho phép.
Nghịch lý nước làm mát và lằn ranh sinh thái sinh tồn
Để hiểu rõ nguyên nhân thực sự, chúng ta cần nhìn vào cơ chế làm mát đặc thù của công nghệ điện hạt nhân. Các nhà máy này cần một lượng nước khổng lồ để hấp thụ nhiệt dư thừa từ lõi lò phản ứng. Đó là lý do hầu hết trong số 57 lò phản ứng tại Pháp đều được xây dựng dọc theo các con sông lớn. Nước được bơm lên từ thượng nguồn, chạy qua hệ thống làm mát, và cuối cùng được xả ngược trở lại lòng sông.
Quy trình này thường vận hành trơn tru vào mùa đông. Nhưng khi sóng nhiệt ập đến, nước sông vốn đã bị Mặt trời nung nóng. Nếu nhà máy tiếp tục xả thêm hàng triệu khối nước nóng vào tự nhiên, nhiệt độ dòng sông sẽ vượt qua "giới hạn đỏ", đe dọa trực tiếp đến sự sinh tồn của các loài thủy sinh.
Cơ quan An toàn Hạt nhân Pháp (ASN) từ lâu đã thiết lập những quy định nghiêm ngặt về nhiệt độ nước xả thải. Ví dụ, tại nhà máy Golfech, nước xả ra tuyệt đối không được làm nhiệt độ sông Garonne vượt mốc 28 độ C. Ở các trạm khác, quy định yêu cầu mức chênh lệch nhiệt độ sau khi xả không được quá 1-3 độ C so với dòng chảy ban đầu.
Khi dòng chảy cạn kiệt và nhiệt độ nước tăng vọt, các kỹ sư không còn cách nào khác ngoài việc ngắt cầu dao. Nếu cố tình duy trì sản lượng điện, lượng nhiệt xả ra có thể thay đổi cấu trúc sinh học của dòng sông vĩnh viễn, gây ra tình trạng tảo nở hoa độc hại và giết chết hàng loạt tôm cá. Đây chính là nghịch lý trớ trêu của thời đại: Năng lượng hạt nhân – lá cờ đầu trong nỗ lực giảm phát thải carbon – nay lại phải chật vật chống đỡ trước chính hệ quả của biến đổi khí hậu.
Bài toán an ninh năng lượng trên "bệ phóng" thời tiết
Pháp là quốc gia phụ thuộc vào năng lượng hạt nhân, với khoảng 70% sản lượng điện quốc gia đến từ nguồn này. Do đó, việc ngừng hoạt động hàng loạt tổ máy trong thời gian ngắn tạo ra bài toán hóc búa cho an ninh mạng lưới. Mọi sự thiếu hụt đều phải được bù đắp bằng nguồn điện dự phòng tốn kém hoặc hạn chế xuất khẩu điện sang các nước láng giềng.
Để tránh nguy cơ sụp đổ toàn mạng lưới, Bộ Kinh tế Pháp đã phải can thiệp bằng một giải pháp khác. Nhà máy điện Bugey được cấp quyền miễn trừ tạm thời, cho phép xả nước vượt ngưỡng nhiệt độ quy định xuống sông Rhône cho đến ngày 20/7. Biện pháp này nhằm "câu giờ" và đảm bảo sự ổn định cho lưới điện quốc gia trong giai đoạn căng thẳng nhất.
Dù vậy, giới phân tích công nghệ đánh giá đây chỉ là giải pháp chắp vá. Cơ sở hạ tầng năng lượng được thiết kế từ thập kỷ trước đang tỏ ra hụt hơi trước những hình thái thời tiết cực đoan của thập kỷ này. Tập đoàn EDF hiện đang phải triển khai một kế hoạch thích ứng khổng lồ, dự kiến rót 8,7 tỷ euro trong 15 năm tới để thiết kế lại hệ thống.
Các giải pháp tương lai có thể bao gồm việc phát triển các tháp làm mát tuần hoàn khép kín, tối ưu hóa vật liệu tản nhiệt, hoặc ưu tiên đặt các nhà máy điện hạt nhân thế hệ mới ở khu vực ven biển, nơi nguồn nước làm mát dồi dào và ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hơn.
Thùy Anh (Theo Wonderful Engineering)
