Lộ trình hướng đến phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 của Việt Nam 

Tại Hội nghị về Biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc được tổ chức tại Glasgow (COP26) năm 2021, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính đã công bố cam kết dần loại bỏ nhiệt điện than đến năm 2040 và đạt phát thải các-bon ròng bằng 0 vào năm 2050. Ngay sau COP26, Việt Nam đã thành lập Ban Chỉ đạo quốc gia triển khai thực hiện cam kết của Việt Nam tại Hội nghị do Thủ tướng Chính phủ làm Trưởng ban với 19 đại diện lãnh đạo các Bộ, ngành. Các bộ, ngành đã xây dựng chiến lược, đề án, chương trình/kế hoạch hành động để thực hiện các cam kết của Việt Nam.

Theo Chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu giai đoạn đến năm 2050, để đạt mục tiêu phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050, ngành năng lượng (gồm các phân ngành: sản xuất điện, giao thông vận tải, khai thác năng lượng, thương mại, dân dụng) được phép phát thải CO2 tối đa là 457 triệu tấn vào năm 2030 và 101 triệu tấn vào năm 2050.

Các giải pháp được xem xét để thực hiện cam kết Net Zero vào năm 2050 trong ngành điện bao gồm:

- Phát triển nguồn điện năng lượng tái tạo và nguồn điện hạt nhân;

- Sớm dừng phát triển các nhà máy nhiệt điện than, nhiệt điện khí LNG mới;

- Cho nghỉ vận hành các nhà máy nhiệt điện than và khí LNG sau khi hết đời sống kinh tế (30 năm đối với nhiệt điện than và 25 năm đối với nhiệt điện khí). Đến năm 2050, các nhà máy nhiệt điện than và khí LNG sẽ ngừng phát điện để giảm lượng phát thải CO2 về 0;

- Chuyển đổi nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện than, khí sang sử dụng sinh khối, amoniac xanh, hydro xanh (đồng thời thực hiện kéo dài tuổi thọ của các nhà máy nhiệt điện hiện có khi hết đời sống kinh tế);

- Trang bị thêm hệ thống hệ thống thu hồi và lưu trữ khí CO2 (CCS) cho nhà máy nhiệt điện than và khí.

Các nguồn điện năng lượng tái tạo, nguồn điện hạt nhân và khả năng lắp đặt thêm các thiết bị thu hồi và lưu trữ CO2 (CCS) tại các nhà máy nhiệt điện hiện có và dự kiến được mô phỏng trong mô hình quy hoạch động phát triển nguồn điện để mô hình lựa chọn khả năng phát triển.

Theo nghiên cứu, đánh giá của hãng tư vấn McKinsey, lộ trình phát thải CO2 của Việt Nam được minh họa theo 3 kịch bản như ở Hình 1. Trong đó kịch bản bất lợi nhất là kịch bản công nghiệp sẽ tiếp tục tăng trưởng theo kế hoạch, không có sự thay đổi về công nghệ và không thực hiện thành công các chính sách đã được hoạch định. Kịch bản trung bình là trường hợp thực hiện thành công các chính sách đã được hoạch định. Kịch bản tươi sáng nhất là sự kết hợp các kế hoạch mới nhất với những công nghệ khả thi về mặt kinh tế như sử dụng động cơ điện cho ô tô, xe 2 và 3 bánh, cải thiện năng suất trong nông nghiệp, v.v.. Theo kịch bản này, mức phát thải của Việt Nam sẽ không tăng thêm từ khoảng năm 2035. Đến năm 2050, mức phát thải sẽ đạt 0,6 giga tấn, gần bằng với mức của năm 2025. Tuy nhiên kể cả với kịch bản tươi sáng nhất thì Việt Nam cũng sẽ chỉ hoàn thành nửa chặng đường tới mục tiêu phát thải các-bon ròng bằng 0. 

Hình 1: Lộ trình phát thải CO2 của Việt Nam theo 3 kịch bản của McKinsey (Nguồn: McKinsey).

Để khắc phục phần thiếu hụt trong lộ trình phát thải CO2 của Việt Nam, McKinsey đã nghiên cứu và xây dựng lộ trình dự báo giảm phát thải cho Việt Nam trong thành 7 lĩnh vực: nông nghiệp; công trình xây dựng; công nghiệp; năng lượng; giao thông vận tải; quản lý chất thải; và sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất, và lâm nghiệp (LULUCF). Kết quả nghiên cứu, phân tích của McKinsey cho thấy bằng việc thực hiện kết hợp các biện pháp cho cả 7 lĩnh vực trên, phát thải các-bon của Việt Nam sẽ đạt mức ròng bằng 0 vào năm 2050 (Hình 2).

Hình 2: Lộ trình dự báo về giảm phát thải ròng 100% cho Việt Nam của McKinsey (Nguồn: McKinsey).

Vai trò khả thi của năng lượng hạt nhân trong việc giải quyết bài toán an ninh năng lượng và khí hậu của Việt Nam

Vai trò của điện hạt nhân trong đảm bảo cung ứng điện cho hệ thống điện Việt Nam 

Đến tháng 11 năm 2024, hệ thống điện Việt Nam có tổng công suất lắp đặt là 87.750 MW. Trong đó, công suất nhiệt điện than là khoảng 29,539 MW, chiếm 33.8%; thủy điện là khoảng 24.420 MW, chiếm 27.5%; điện mặt trời (bao gồm điện mặt trời mái nhà) khoảng 16.919 MW, chiếm 19.4%; tua-bin khí khoảng 8.109 MW, chiếm 9.3%; điện gió khoảng 6.114 MW chiếm gần 7%; các nguồn khác bao gồm nhiệt điện dầu, điện sinh khối và điện nhập khẩu có tổng công suất khoảng 2.649 MW, chiếm 3%.

Cùng với sự phát triển của công suất phát điện, nhu cầu phụ tải của hệ thống điện Việt Nam cũng gia tăng nhanh chóng. Phụ tải cực đại của Việt Nam năm 2024 là 48.879 MW, tăng 7,4% so với năm 2023. Tốc độ tăng trưởng phụ tải bình quân trong 10 năm qua là 8,5%/năm. Theo Quy hoạch điện VIII, phụ tải toàn quốc được dự báo sẽ tăng trưởng mạnh lên 90,5 GW/505 tỷ kWh vào năm 2030 và 208,6 GW/1.255 tỷ kWh vào năm 2050. 

Tuy nhiên, hệ thống điện Việt Nam đang đối mặt với nguy cơ thiếu hụt công suất, tiềm ẩn rủi ro mất an ninh cung ứng điện, nhiều nguồn điện lớn (thủy điện, than, khí) khó đáp ứng nhu cầu phụ tải gia tăng nhanh chóng trong tương lai, đặc biệt là trong bối cảnh Việt Nam đang phát triển mạnh các loại hình phương tiện giao thông chạy điện, các hệ thống tàu điện đô thị, dự án đường sắt cao tốc Bắc – Nam. 

Tỷ lệ năng lượng tái tạo trong nguồn điện và sản xuất điện rất cao trong giai đoạn 2030 – 2050 (lần lượt là 32% - 63% và 21% - 63%). Ngoài ra, điện gió ngoài khơi, gần bờ cũng khó đạt quy mô công suất theo quy hoạch, lần lượt 6.000 MW và 21.880 MW. Ngoài ra, năng lượng tái tạo như gió và mặt trời là nguồn điện biến đổi phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, có ảnh hưởng đến tính ổn định của hệ thống điện.

Hình 3: Biểu đồ thể hiện tỷ trọng năng lượng tái tạo trong vận hành hàng ngày năm 2023 (Nguồn: NSMO).

Hình 4: Biểu đồ thể hiện tỷ trọng năng lượng tái tạo trong vận hành hàng ngày năm 2050 với việc công suất nhiệt điện than và khí (trừ đốt hydro) được thay thế bằng điện hạt nhân (Nguồn: Tổng hợp từ số liệu của Quy hoạch điện VIII).

Thủy điện là nguồn phát điện quan trọng nhưng tỷ trọng công suất đến năm 2030 chỉ còn 19% và năm 2050 là 6%. Đến năm 2030, tỷ trọng điện than là 9%, điện khí là 24%, đến năm 2050 là 6% (chuyển đổi hoàn toàn sang sinh khối/amoniac và 7% (chuyển đổi thành hydro). Tuy nhiên lộ trình chuyển đổi nhiên liệu sang sinh khối/amoniac và hydro vào năm 2050 có thể gặp nhiều thách thức về công nghệ - kỹ thuật, cơ sở hạ tầng, chi phí nhiên liệu, …

Từ các vấn đề trên có thể thấy nhu cầu cho một nguồn năng lượng sạch, ổn định, an toàn với chi phí phát điện cạnh tranh như điện hạt nhân là cần thiết cho hệ thống điện Việt Nam. Phát triển điện hạt nhân sẽ giúp tăng tính linh hoạt và đa dạng nguồn cho hệ thống điện, giúp đảm bảo an ninh năng lượng. Điện hạt nhân đồng thời cũng là nguồn điện chạy tải nền hỗ trợ ổn định hệ thống trong điều kiện tỷ trọng các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi tăng cao trong tương lai, đóng góp vai trò quan trọng trong đảm bảo các mục tiêu về phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 của Việt Nam. 

Vai trò khả thi của điện hạt nhân trong việc thay thế các nguồn điện chậm tiến độ hoặc không khả thi theo Quy hoạch điện VIII

Hiện nay, việc mở rộng các nguồn năng lượng như gió, khí LNG và khí trong nước đến năm 2030 theo Quy hoạch điện VIII đang gặp phải một số khó khăn, thách thức. Việt Nam đặt mục tiêu đạt 6 GW điện gió ngoài khơi đến năm 2030 theo Quy hoạch điện VIII, tuy nhiên hiện nay chưa có thêm dự án điện gió ngoài khơi nào được phê duyệt do các vướng mắc về cơ chế, chính sách về giá, quyền sử dụng khu vực biển, v.v.. Việc phát triển các nhà máy nhiệt điện sử dụng khí LNG và khí trong nước tại Việt Nam cũng đối mặt với các rào cản về cơ chế, tài chính và thủ tục pháp lý.
Trong bối cảnh đó, nguồn điện hạt nhân có thể được xem là phương án thay thế cho các nguồn điện chậm tiến độ hoặc không khả thi theo Quy hoạch điện VIII. Các nhà máy điện hạt nhân có thể được xem xét xây mới để bổ sung nguồn điện chạy nền ổn định cho hệ thống điện và góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

Theo Quyết định số 906/QĐ-TTg ngày 17/6/2010 của Thủ tướng Chính phủ về việc Phê duyệt định hướng quy hoạch phát triển điện hạt nhân ở Việt Nam giai đoạn đến năm 2030, có 8 địa điểm đã được khảo sát và lựa chọn để định hướng quy hoạch xây dựng nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn, mỗi địa điểm có khả năng xây dựng từ 4 đến 6 tổ máy điện hạt nhân, với tổng công suất lên đến 16 GW. Vị trí 8 địa điểm được thể hiện ở Hình 5, bao gồm:

a. Thôn Vĩnh Trường, xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận.

b. Thôn Thái An, xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận.

c. Thôn Lộ Liêu, xã Hoài Mỹ, huyện Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định.

d. Vũng La, thôn Phú Hải, xã Xuân Phương, huyện Sông Cầu, tỉnh Phú Yên.

e. Thôn Sơn Tịnh, xã Kỳ Xuân, huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh.

f.  Bãi Chà Là, thôn Bình Tiên, xã Cống Hải, huyện Thuận Bắc, Ninh Thuận.

g. Thôn Gia Hòa, xã Đức Thắng, huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi.

h. Thôn Văn Bân, xã Đức Chánh, huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi.

Đây là các vị trí có thể được xem xét, lựa chọn để xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới có quy mô công suất lớn tại Việt Nam. Việc tận dụng lại các vị trí này giúp tiết kiệm nguồn lực, thời gian và chi phí khảo sát lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy điện hạt nhân trong tương lai.

Hình 5: 8 vị trí được định hướng quy hoạch xây dựng nhà máy điện hạt nhân tại Việt Nam (Nguồn: PECC2 tổng hợp).

Bên cạnh các nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn, các nhà máy điện hạt nhân sử dụng công nghệ lò SMR cũng có tiềm năng ứng dụng tại Việt Nam nhờ vào các ưu điểm nổi trội như linh hoạt về lắp đặt (theo dạng mô-đun), linh hoạt về địa điểm, rút ngắn thời gian xây dựng, tiết kiệm chi phí và tính năng an toàn cao. Vào năm 2021, PECC2 đã hợp tác với các đối tác Seaborg Technologies và Siemens Energy Global thực hiện nghiên cứu sơ bộ tính khả thi triển khai dự án nhà máy điện hạt nhân nổi sử dụng lò phản ứng muối nóng chảy (một loại công nghệ lò SMR) ở Việt Nam, có xem xét kết hợp với nhà máy sản xuất hydro và sản xuất amoniac công suất lớn. Báo cáo đánh giá sơ bộ tính khả thi của việc triển khai nhà máy điện hạt nhân nổi và nhà máy sản xuất hydro tại Việt Nam (Inception Report) được các bên hoàn thành vào tháng 1/2022, đề cập các nội dung chính như: phát triển công nghệ và cấp phép lò phản ứng hạt nhân; thiết kế nhà máy điện hạt nhân nổi dạng mô-đun; thiết kế nhà máy sản xuất hydro và amoniac; xác định các địa điểm tiềm năng đặt nhà máy điện hạt nhân nổi và đánh giá ban đầu; khái quát chi phí sơ bộ thực hiện dự án. Theo kết quả nghiên cứu của PECC2, có 8 địa điểm (như được thể hiện ở Hình 8.19) được lựa chọn và đánh giá sơ bộ để triển khai dự án nhà máy điện hạt nhân nổi sử dụng lò phản ứng muối nóng chảy tại Việt Nam.

Nằm tại vị trí chiến lược ở biển Đông với nhiều hòn đảo/ quần đảo có vai trò quan trọng trong bảo vệ chủ quyền và phát triển kinh tế, khoa học công nghệ, Việt Nam có nhiều tiềm năng và lợi thế để xây dựng các nhà máy điện hạt nhân nổi. Vấn đề này cần được đưa vào xem xét, đánh giá trong quá trình xây dựng Chương trình điện hạt nhân quốc gia (tầm nhìn đến năm 2050). 

 

Hình 6: Vị trí 8 địa điểm được đề xuất lựa chọn để triển khai dự án nhà máy điện hạt nhân nổi sử dụng lò phản ứng muối nóng chảy tại Việt Nam (Nguồn: PECC2).

Vai trò khả thi của điện hạt nhân trong việc chuyển đổi các nhà máy điện than tại Việt Nam

Theo Quy hoạch điện VIII, các nhà máy điện than có tuổi đời từ 20 năm trở lên sẽ được chuyển sang sử dụng nhiên liệu sinh khối hoặc ammoniac, các nhà máy trên 40 năm tuổi không thể chuyển đổi nhiên liệu sẽ phải dừng hoạt động. Việt Nam hiện đang có khoảng 30 nhà máy điện than với tổng công suất lắp đặt khoảng 20.866 MW (minh họa tại Bảng 8.7). Với mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, việc chuyển đổi các nhà máy điện than này sang điện hạt nhân (với giả định chuyển đổi hoàn toàn) sẽ giúp duy trì các nguồn cung cấp điện, đồng thời có thể giúp giảm phát thải 191 triệu tấn phát thải CO2 tương đương.

Bảng 1: Danh sách các nhà máy điện than được đưa vào vận hành từ năm 1981 đến nay

Stt	Tên nhà máy	Công suất (MW)	Năm vận hành thương mại
	Phả Lại 1	440	1983 - 1986
	Phả Lại 2	600	2002 - 2003
	Na Dương	110	2005
	Cao Ngạn	110	2007
	Cẩm Phả 1	330	2010
	Sơn Động	220	2010
	Uông Bí mở rộng	300	2011
	Quảng Ninh 1	600	2011
	Hải Phòng 1	600	2011
	Cẩm Phả 2	330	2011
	Mạo Khê	440	2012
	Uông Bí mở rộng 2	330	2013
	Nghi Sơn 1	600	2013
	Quảng Ninh 2	600	2014
	Hải Phòng 2	600	2014
	Vũng Áng 1	1200	2014 – 2015
	Vĩnh Tân 2	1244	2015
	Duyên Hải 1	1245	2015
	An Khánh	120	2015
	Mông Dương 2 (BOT)	1242	2015
	Duyên Hải 3	1245	2016
	Mông Dương 1	1080	2016
	Vĩnh Tân 4	1200	2017
	Thái Bình 1	600	2017
	Thăng Long	620	2018
	Vĩnh Tân 1 (BOT)	1200	2018
	Vĩnh Tân 4 mở rộng	600	2019
	Duyên Hải 3 mở rộng	660	2020
	Duyên Hải 2	1200	2021
	Sông Hậu 1	1200	2021
	Tổng công suất (MW)	20.866
	Điện năng sản xuất (GWh) (ước tính với Tmax = 7.000 giờ/năm)	~146.000
	Tổng lượng phát thải CO2 tương đương (tấn) (ước tính với hệ số phát thải CO2 = 1310 tấn/GWh [23])	~191 triệu

Vai trò khả thi của năng lượng hạt nhân trong sản xuất hydro tại Việt Nam

Việt Nam với định hướng phát triển bền vững và giảm phát thải khí nhà kính, đang tìm kiếm các giải pháp năng lượng sạch để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường. Sử dụng năng lượng hạt nhân để sản xuất hydro là một giải pháp tiềm năng, đặc biệt trong bối cảnh cả nước đang đẩy mạnh chuyển đổi năng lượng xanh.

Theo Chiến lược phát triển năng lượng hydro của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, được phê duyệt tại Quyết định số 165/QĐ-TTg ngày 07/02/2024 của Thủ tướng Chính phủ [24], Việt Nam đặt mục tiêu phát triển hệ sinh thái năng lượng hydro dựa trên năng lượng tái tạo, bao gồm 4 lĩnh vực: sản xuất; lưu trữ, vận chuyển, phân phối; sử dụng trong nước; và xuất khẩu với hạ tầng đồng bộ, hiện đại để góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, thực hiện mục tiêu quốc gia về biến đổi khí hậu, tăng trưởng xanh và mục tiêu phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050 theo lộ trình và cam kết của Việt Nam trong chuyển đổi năng lượng bền vững, công bằng, công lý.

Hình 7: Dự báo nhu cầu hydro của Việt Nam giai đoạn 2035 - 2050.

Năng lượng hạt nhân có thể đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất hydro tại Việt Nam thông qua các công nghệ như điện phân nước hoặc các quy trình nhiệt hóa học. Các nhà máy điện hạt nhân, ngoài việc cung cấp điện ổn định, có thể tận dụng nhiệt độ cao từ lò phản ứng để tăng hiệu quả sản xuất hydro. Điều này phù hợp với nhu cầu cung cấp hydro sạch cho các ngành công nghiệp, giao thông vận tải, hoặc tích hợp với năng lượng tái tạo để lưu trữ năng lượng dư thừa.

Các lợi ích từ việc sử dụng năng lượng hạt nhân để sản xuất hydro bao gồm:

- Hydro sạch và giảm phát thải: Hydro được sản xuất bằng năng lượng hạt nhân không phát thải CO₂, góp phần đạt được mục tiêu trung hòa các-bon mà Việt Nam đã cam kết tại Hội nghị COP26.

- Đảm bảo nguồn năng lượng ổn định: Năng lượng hạt nhân có thể khắc phục tính gián đoạn của năng lượng tái tạo như gió và mặt trời, giúp duy trì sản xuất hydro liên tục.

- Phát triển ngành công nghiệp mới: Việc sản xuất hydro sạch bằng năng lượng hạt nhân có thể tạo cơ hội phát triển các ngành công nghiệp liên quan, từ vận tải hydro đến lưu trữ năng lượng và nhiên liệu sạch.

Tuy nhiên, Việt Nam cũng cần đối mặt với các thách thức về cơ sở hạ tầng, chi phí đầu tư ban đầu cao và phát triển nguồn nhân lực chuyên môn cho ngành năng lượng hạt nhân. Đồng thời, cần xây dựng các chính sách hỗ trợ và kế hoạch dài hạn để triển khai công nghệ này. Trong tương lai, việc sử dụng năng lượng hạt nhân để sản xuất hydro có thể giúp Việt Nam trở thành một trong những quốc gia tiên phong tại Đông Nam Á trong việc phát triển kinh tế hydro, đóng góp vào sự bền vững năng lượng và an ninh khí hậu toàn cầu.

Trích Chương 8, Tạp chí "Phân tích và nhận định của PECC2 về triển vọng phát triển năng lượng Việt Nam (ấn bản 2024)