Điện hạt nhân là lời giải cho tham vọng bán dẫn của Hàn Quốc?

Khi các nhà máy bán dẫn và trung tâm dữ liệu AI tiêu thụ lượng điện khổng lồ, chính phủ của Tổng thống Lee Jae Myung buộc phải xem xét mở rộng điện hạt nhân, dù quyết định này kéo theo hàng loạt thách thức về thời gian, hạ tầng và sự đồng thuận của người dân.

Tham vọng xây "siêu cụm bán dẫn" khiến Hàn Quốc phải xem lại chính sách năng lượng

Ngay sau khi lên nắm quyền, chính quyền của Tổng thống Lee Jae Myung đặt mục tiêu thúc đẩy tăng trưởng bằng các ngành công nghệ chiến lược như bán dẫn và trí tuệ nhân tạo (AI).

Một trong những dự án trọng điểm là xây dựng cụm sản xuất chip quy mô lớn tại khu vực tây nam Hàn Quốc, nơi dự kiến đặt bốn nhà máy chế tạo bán dẫn (fab), gồm hai nhà máy của Samsung Electronics và hai nhà máy của SK Hynix.

Đây được xem là một mắt xích quan trọng trong chiến lược giúp Hàn Quốc duy trì vị thế dẫn đầu ở lĩnh vực chip nhớ, đồng thời chuẩn bị năng lực sản xuất cho làn sóng AI đang bùng nổ trên toàn cầu. Tuy nhiên, khác với các ngành công nghiệp truyền thống, sản xuất bán dẫn đòi hỏi nguồn điện cực kì ổn định, hoạt động liên tục 24 giờ mỗi ngày. Chỉ một sự cố mất điện trong vài giây cũng có thể khiến dây chuyền sản xuất bị gián đoạn và gây thiệt hại hàng triệu USD.

Theo tính toán của chính phủ Hàn Quốc, bốn nhà máy dự kiến sẽ tiêu thụ khoảng 6,3 GW điện. Đây là con số tương đương tổng công suất của một nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn hoặc gần bằng lượng điện mà một thành phố hàng triệu dân sử dụng.

Địa điểm được lựa chọn cho cụm bán dẫn là khu căn cứ không quân cũ tại thành phố Gwangju. Nguồn điện lớn gần nhất đến từ nhà máy điện hạt nhân Hanbit ở tỉnh Jeolla Nam với tổng công suất khoảng 6 GW. Tuy nhiên, sau khi đáp ứng nhu cầu điện hiện hữu của khu vực, lượng điện dư chỉ còn khoảng 3-5 GW, thấp hơn mức cần thiết để vận hành toàn bộ cụm bán dẫn.

Điều này khiến chính phủ phải thừa nhận rằng chỉ dựa vào năng lượng tái tạo sẽ khó đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng của ngành công nghiệp chip. Bộ trưởng Khí hậu, Năng lượng và Môi trường Kim Sung-hwan gần đây cho biết việc bổ sung các lò phản ứng hạt nhân mới cần được xem xét khẩn cấp. Theo phương án đang được nghiên cứu, nhà máy Hanbit và nhà máy Saeul có thể xây thêm tổng cộng bốn lò phản ứng.

Phát biểu này cũng đánh dấu sự thay đổi đáng chú ý trong chính sách năng lượng của chính quyền Lee. Nếu trước đây chính phủ nhấn mạnh duy trì cân bằng giữa điện hạt nhân và năng lượng tái tạo, thì áp lực từ các dự án bán dẫn và AI đang khiến điện hạt nhân một lần nữa được xem là nguồn cung điện nền khó có thể thay thế.

Xây nhà máy điện hạt nhân còn khó không kém xây nhà máy sản xuất chip

Mặc dù điện hạt nhân được coi là giải pháp khả thi nhất, việc hiện thực hóa kế hoạch này lại không hề đơn giản. Một lò phản ứng hạt nhân thông thường cần khoảng 15 năm từ khâu chuẩn bị đến khi đi vào vận hành. Chính phủ cho rằng thời gian này có thể rút xuống còn khoảng 7 năm nếu tận dụng được địa điểm có sẵn và đẩy nhanh các thủ tục. Tuy nhiên, giới chuyên gia nhận định rào cản lớn nhất không nằm ở kĩ thuật mà là sự phản đối của cộng đồng địa phương.

Hàn Quốc từng trải qua nhiều bài học đắt giá liên quan đến hạ tầng điện hạt nhân. Điển hình là dự án đường dây truyền tải điện tại Miryang. Từ năm 2005, người dân liên tục phản đối việc xây dựng các cột điện cao thế do lo ngại ảnh hưởng đến quyền sử dụng đất, sức khỏe và môi trường sống. Cuộc xung đột kéo dài nhiều năm, khiến hai người tự tử và hơn 20 người bị thương trong quá trình cưỡng chế giải tỏa năm 2014.

Theo các chuyên gia trong ngành, trường hợp Miryang chỉ là một ví dụ cho thấy bất kì dự án điện hạt nhân hoặc truyền tải điện nào cũng có thể đối mặt với phản ứng mạnh từ người dân. Ngay cả cụm bán dẫn đang xây dựng tại Yongin cũng liên tục gặp khó khăn vì các địa phương phản đối việc kéo thêm đường dây truyền tải điện.

Không chỉ hạ tầng điện, bài toán xử lí chất thải hạt nhân cũng trở thành vấn đề nan giải. Đến tháng 3 năm nay, các bể chứa nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng tại Hanbit đã lấp đầy hơn 85% công suất, trong đó hai lò phản ứng vượt ngưỡng 90%. Theo dự báo, toàn bộ hệ thống sẽ đạt giới hạn lưu trữ vào năm 2030 nếu không có giải pháp mới.

Mặc dù Công ty Điện hạt nhân và Thủy điện Hàn Quốc đã bắt đầu thiết kế kho lưu trữ tạm thời từ năm 2023, dự án vẫn bị trì hoãn do phản đối của người dân địa phương. Nếu tiếp tục xây thêm các lò phản ứng mới, toàn bộ kế hoạch lưu trữ chất thải cũng sẽ phải điều chỉnh.

Nhiều tổ chức môi trường cho rằng khu vực Yeonggwang đã gánh chịu rủi ro từ điện hạt nhân suốt gần 40 năm. Theo đại diện Liên minh Gwangju - Jeolla Nam vì một thế giới không hạt nhân, trong khi điện năng chủ yếu phục vụ các nhà máy bán dẫn và trung tâm dữ liệu AI thì cộng đồng địa phương lại là bên phải đối mặt với nguy cơ về an toàn và chất thải phóng xạ.

SMR được kì vọng nhưng chưa thể giải "cơn khát điện" trước mắt

Trong bối cảnh chính phủ muốn nhanh chóng tạo ra kết quả trước khi nhiệm kì kết thúc, nhiều chính trị gia và doanh nghiệp bắt đầu nhắc đến lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) như một phương án thay thế.

So với nhà máy điện hạt nhân truyền thống, SMR có quy mô nhỏ hơn, thời gian xây dựng ngắn hơn và được kì vọng có thể triển khai gần các khu công nghiệp hoặc trung tâm dữ liệu AI. Đầu tháng này, Bộ Kinh tế và Tài chính Hàn Quốc cho biết đang xem xét đưa SMR vào danh mục công nghệ chiến lược quốc gia để các dự án được hưởng ưu đãi thuế. Quốc hội cũng xuất hiện nhiều đề xuất thành lập khu công nghiệp chuyên biệt và cho phép giao dịch điện trực tiếp nhằm thúc đẩy công nghệ này.

Tuy nhiên, phần lớn chuyên gia đều cho rằng SMR chưa thể trở thành lời giải cho nhu cầu điện cấp bách của ngành bán dẫn. Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), hiện thế giới mới chỉ có một dự án SMR vận hành thương mại tại Nga, trong khi một dự án khác ở Trung Quốc sắp đi vào hoạt động. Phần lớn các dự án còn lại vẫn đang trong giai đoạn xây dựng hoặc thử nghiệm.

Một thách thức khác nằm ở nhiên liệu. Khác với các lò phản ứng truyền thống sử dụng uranium làm giàu thấp, SMR cần loại nhiên liệu HALEU có độ làm giàu cao hơn. Hiện chỉ có một số ít doanh nghiệp trên thế giới như Tenex của Nga hay Centrus Energy của Mỹ có khả năng sản xuất thương mại loại nhiên liệu này, khiến nguồn cung vẫn rất hạn chế.

Điều đó đồng nghĩa, ngay cả khi Hàn Quốc quyết tâm phát triển SMR, công nghệ này khó có thể giúp giải quyết bài toán điện năng trong chu kì tăng trưởng hiện tại của ngành bán dẫn.

Thực tế, câu chuyện Hàn Quốc đang đối mặt phản ánh xu hướng chung của thế giới. Khi AI, điện toán đám mây và sản xuất chip bước vào giai đoạn tăng trưởng bùng nổ, nhu cầu điện đang gia tăng nhanh hơn nhiều so với tốc độ phát triển hạ tầng năng lượng. Từ Mỹ, châu Âu đến châu Á, nhiều quốc gia đều buộc phải xem xét lại vai trò của điện hạt nhân sau nhiều năm ưu tiên năng lượng tái tạo.

Đối với Hàn Quốc, tham vọng xây dựng siêu cụm bán dẫn không chỉ là cuộc cạnh tranh về công nghệ mà còn là phép thử đối với chiến lược năng lượng quốc gia. Nếu không tìm được lời giải cho bài toán điện năng trong vài năm tới, lợi thế dẫn đầu của Samsung Electronics và SK Hynix trong cuộc đua chip AI có thể bị ảnh hưởng, trong khi các dự án quy mô lớn cũng đứng trước nguy cơ chậm tiến độ do thiếu nguồn điện ổn định để vận hành.

Trung Quốc đặt cược vào than đá để đảm bảo an ninh năng lượng

Từ E5 lên E10: Bước ngoặt trong chiến lược an ninh năng lượng của Việt Nam

Hội thảo 'An ninh năng lượng đến 2030: Khơi thông nguồn lực phát triển hạ tầng năng lượng' sắp diễn ra tại TP.HCM

Bùi Tú