Ngoài dầu mỏ và khí đốt, Nga còn thống trị chuỗi cung ứng nhiên liệu hạt nhân

Theo CNBC, xung đột Ukraine đã thúc đẩy các quốc gia trên toàn thế giới từ bỏ dầu và khí đốt của Nga. Các nước cũng đang xem xét động thái tương tự với lĩnh vực năng lượng hạt nhân của Nga.

Tuy nhiên, Moscow là một thế lực thống trị trong chuỗi cung ứng toàn cầu về công nghệ lò phản ứng và nhiên liệu hạt nhân. Sự thống trị của Nga đã được nêu chi tiết trong một báo cáo của Trung tâm Chính sách Năng lượng toàn cầu thuộc Đại học Columbia.

Theo The Conversation, năng lượng hạt nhân là một phần quan trọng trong lưới điện của nhiều quốc gia. Các nước châu Âu đặc biệt phụ thuộc vào năng lượng hạt nhân như Pháp (chiếm 69% nguồn điện), Ukraine (51%), Hungary (46%), Phần Lan (34%) và Thụy Điển (31%).

Các quốc gia ban đầu sử dụng năng lượng hạt nhân nhằm giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu và gần đây là để giảm lượng khí thải carbon và cải thiện chất lượng không khí. 

Vào năm 2021, trên toàn thế giới có tổng cộng 439 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động. Tính đến cuối năm ngoái, có 39 lò phản ứng đặt tại Nga, 42 lò sử dụng công nghệ Nga và 15 lò đang xây dựng với công nghệ Nga.

Nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân được chuyên môn hóa cao và gắn liền với các thiết kế lò phản ứng cụ thể. Mua một lò phản ứng từ một nhà cung cấp như Rosatom - công ty thuộc sở hữu nhà nước Nga hoặc Framatome của Pháp, có thể dẫn đến sự phụ thuộc vào nguồn cung trong hàng thập kỷ.  

Giảm thiểu hoặc loại bỏ sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng hạt nhân của Nga sẽ tùy thuộc vào từng quốc gia và nhu cầu.

Nếu chưa có sẵn lò phản ứng, các quốc gia có thể lựa chọn các đối tác thay thế cho Nga như Mỹ, Pháp, Hàn Quốc hay Trung Quốc. Trong trường hợp đang sử dụng lò phản ứng hạt nhân của Nga, các nước có thể nhận được sự hỗ trợ từ công ty Westinghouse có trụ sở tại Pennsylvania.

Nhiên liệu

Các lò phản ứng phân hạch sử dụng nhiên liệu là uranium (U) đã làm giàu. Uranium đã làm giàu chứa nhiều đồng vị phóng xạ U-235 hơn so với trong tự nhiên. Nga khai thác khoảng 6% sản lượng uranium thô. Con số này có thể dễ dàng được bù đắp nếu các quốc gia khai thác uranium khác tăng sản lượng.

Tuy nhiên, theo The Conversation, uranium thô không đi trực tiếp từ mỏ tới lò phản ứng mà phải qua quá trình chuyển đổi và làm giàu.

Để sản xuất nhiên liệu hạt nhân cần thông qua 5 bước:

1. Quặng uranium thô, chứa ít hơn 2% uranium được khai thác từ các mỏ.

2.  Quặng được nghiền để tách uranium khỏi các vật liệu khác, tạo ra một loại bột gọi là bánh vàng.

3. “Bánh vàng” được chuyển đổi thành uranium hexafluoride bằng phương pháp hóa học.

4. Uranium hexafluoride được xử lý để tăng mức độ tập trung của uranium-235, một đồng vị phóng xạ, nhiên liệu chính trong lò phản ứng. U-235 chỉ chiếm khoảng 0,7% uranium trong tự nhiên, do vậy cần phải làm giàu lên khoảng 5%.

5. Uranium đã làm giàu được tạo thành những thanh nhiên liệu dùng trong lò phản ứng.

   

So với những hàng hóa được khai thác từ mỏ như cobalt, nguồn uranium thô trên thế giới được phân bổ khá rộng rãi. Kazakhstan cung cấp hơn 40% tổng sản lượng, tiếp theo là Canada (12,6%), Australia (12,1%) và Namibia (10%).

Tuy nhiên, đa số uranium đã nghiền từ Kazakhstan đều được đưa tới Nga trước khi có thể xuất khẩu ra thị trường quốc tế. Những mắt xích khác của chuỗi cung ứng cũng liên quan tới Nga. 

Chỉ vài cơ sở trên thế giới có thể chuyển đổi uranium đã nghiền thành uranium hexafluoride. Trong lĩnh vực chuyển đổi, Nga đóng góp khoảng 1/3 tổng sản lượng toàn cầu, đa phần sử dụng nguyên liệu thô từ Kazakhstan.

Vào năm 2018, Moscow sở hữu khoảng 40% cơ sở hạ tầng liên quan tới chuyển đổi và 46% năng lực làm giàu uranium.

Cơ sở hạ tầng thay thế

Canada, Pháp, Đức, Hà Lan, Anh và Mỹ cũng có khả năng chuyển đổi và làm giàu uranium. Những quốc gia này có thể “thay thế ít nhất một số” nhu cầu uranium của phương Tây. Tuy nhiên, không rõ liệu các nước trên có đủ công suất để thể thay thế hoàn toàn nguồn cung từ Nga hay không.

Ngoài ra, Mỹ cũng đang cần nhiên liệu cho các lò phản ứng tiên tiến hiện đang được phát triển với yêu cầu uranium được làm giàu lên 15 đến 19,75%. Các lò phản ứng nước nhẹ thông thường hiện đang hoạt động ở Mỹ sử dụng uranium được làm giàu để từ 3 đến 5%.

Theo báo cáo của Đại học Columbia, loại nhiên liệu uranium có mức làm giàu 5-20% (HALEU) hiện chỉ được sản xuất với quy mô thương mại tại Nga.

“Đầu tư nhiều hơn vào các cơ sở khai thác, chuyển đổi và làm giàu là điều cần thiết để tách rời hoàn toàn chuỗi nhiên liệu hạt nhân của phương Tây khỏi Nga", hai tác giả Paul Dabbar và Matthew Bowen viết trong báo cáo. 

“Tuy nhiên, việc tăng cường đủ năng lực chuyển đổi và làm giàu sẽ mất nhiều năm”, báo cáo cho biết.

Và để thuyết phục các công ty tư nhân dành tiền và nguồn lực cho cơ sở hạ tầng uranium, các chính phủ cần phải cam kết sẽ không quay lại sử dụng nguồn cung từ Nga khi xung đột hạ nhiệt.

“Lo lắng của các doanh nghiệp là trong một hoặc hai năm, sản phẩm uranium của Nga sẽ được phép quay lại thị trường và chính phủ sẽ cắt giảm các khoản đầu tư vào cơ sở hạ tầng hạt nhân”, báo cáo cho biết.