Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 18/12/2006 23:51 (GMT+7)

Thành tựu vật lý và công nghệ: Lọc nước biển và sản xuất điện hạt nhân trên các hải đảo

Nước và năng lượng không chỉ là vấn đề sống còn đối với đời sống dân cư mà còn là những tiền đề quan trọng để phát triển kinh tế cho các hải đảo, cũng như hỗ trợ và kích thích các ngành công nghiệp khai thác thềm lục địa. Các lĩnh vực công nghiệp như dầu khí, đóng và sửa chữa tàu biển, đánh cá xa bờ, nuôi trồng thuỷ sản, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp thực phẩm biển, nông nghiệp và các lĩnh vực khác, đều đòi hỏi nước ngọt và điện năng. Nhiều đảo trong số các đảo trên đã phải đối mặt với tình trạng khan hiếm nước ngọt và thiếu điện trầm trọng kéo dài.

Trên thế giới có một số giải pháp thực tiễn có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt nước ngọt và điện năng như xây dựng các hồ chứa nước, khai thác nước ngầm, làm mưa nhân tạo, làm ngọt nước biển, khai thác năng lượng Mặt Trời, năng lượng gió, năng lượng thuỷ triều, cũng như xây dựng các nhà máy điện hạt nhân và nhiệt điện công suất cỡ trên dưới 100 MeV cho các đảo. Trong số các giải pháp trên, giải pháp có nhiều hứa hẹn là giải pháp kết hợp giữa công nghệ làm ngọt nước biển và sản xuất điện năng sử dụng lò phản ứng hạt nhân công suất nhỏ.

Triển vọng của lò phản ứng hạt nhân đa chức năng.

Các lò phản ứng hạt nhân công suất nhỏ đặc biệt hấp dẫn bởi chi phí đầu tư thấp, thời gian xây dựng nhanh, an toàn, vận hành và sửa chữa đơn giản. Trước đây giá nhiên liệu hoá thạch thấp, tạo ra sự cạnh tranh bất lợi đối với các lò phản ứng hạt nhân nói chung. Ngày nay với giá dầu leo thang liên tục, lợi thế có xu hướng nghiêng về phía năng lượng hạt nhân và cán cân càng nghiêng hẳn về phía các lò hạt nhân công suất thấp trên hải đảo. Nhu cầu năng lượng thiếu hụt thường xuyên trên các hải đảo cho phép các lò phản ứng hoạt động một cách kinh tế với nguồn tải lớn, đặc biệt khi sử dụng chúng một cách tối ưu vừa cho điện năng vừa để lọc nước ngọt; ngoài ra có thể khai thác một quy trình phụ khác là sản xuất muối công nghiệp từ nguồn nước thải có hàm lượng NaCL cao. Đối với các đảo lớn nằm xa đất liền, khi thành phần vận chuyển đối với nhiên liệu hoá thạch cao trong giá thành sản xuất nước ngọt và điện năng, thì tính ưu việt càng nghiêng về phía năng lượng hạt nhân.

Năng lượng hạt nhân công suất nhỏ hoàn toàn thích hợp với các hải đảo, nơi hệ thống đường dây tải điện không đòi hỏi quy mô quá lớn, với các cơ sở hạ tầng tối thiểu.

Yêu cầu và thách thức đối với nhà máy lưỡng dụng.

Lọc nước và sản xuất điện năng được coi là một lựa chọn và yêu cầu lâu dài đối với các hải đảo. Trong trường hợp đó, việc triển khai các nhà máy hạt nhân công suất nhỏ phải đảm bảo các yêu cầu chính sau đây:

Thiết kế của nhà máy phải đơn giản và hạn chế tối thiểu các hệ thống an toàn quá phức tạp và đắt tiền;

Sự khác biệt về thời gian hoạt động của các bộ phận chính trong khối phát điện và lọc nước phải giảm thiểu, để tối ưu hoá khả năng kết hợp của thiết bị;

Thời gian thiết kế phải ngắn để giảm giá thành đầu tư và nhanh hoàn vốn(*).

Việc vận hành nhà máy phải hài hoà và tiện lợi để đáp ứng các yêu cầu về biến đổi công suất cũng như tránh các sự cố trong lúc hoạt động.

Phải có các giải pháp dự phòng tin cậy và an toàn để đảm bảo lò phản ứng có thể tự ngừng hoạt động trong tình trạng nhiệt độ gia tăng đột biến, hoặc khi xảy ra các sự cố bất thường;

Quá trình bảo dưỡng phải đơn giản dễ dàng;

Quá trình thay thế các nhiên liệu phải hợp lý, tin cậy và được tiến hành trong điều kiện cao về an toàn cho môi trường. Đây cũng là điều kiện hết sức quan trọng đối với sự tiếp nhận của công chúng đối với năng lượng hạt nhân nói chung.

Các công nghệ lọc nước biển

Việc kết hợp quy trình sản xuất điện năng và làm ngọt nước biển của các nhà máy điện hạt nhân công suất nhỏ có thể đáp ứng các điều kiện kinh tế hấp dẫn nhất, bằng việc sử dụng tối ưu năng lượng nhiệt độ thấp của quá trình làm ngọt nước biển và năng lượng nhệt độ cao để sản xuất điện năng.

Các công nghệ hấp dẫn nhất đối với quá trình lọc nước biển quy mô lớn là quá trình thẩm thấu ngược, chưng cất đa hiệu ứng với quá trình nén hơi và chưng cất đa đoạn. Tất cả các quy trình trên đều đã được thử nghiệm và thương mại hoá.

Dạng và công suất đầu vào của quá trình phụ thuộc vào từng quy định cụ thể. Quy trình thẩm thấu ngược và chưng cất đa hiệu ứng có nén hơi đòi hỏi năng lượng yêu cầu chủ yếu dưới dạng năng lượng điện. Đối với quy trình chưng cất và chưng cất đa đoạn, năng lượng yêu cầu chủ yếu dưới dạng nhiệt năng có nhiệt độ thấp và ít điện năng.

Mối tương quan giữa năng lượng đầu vào E và thể tích V(E) của nước ngọt lọc được ở lối ra của một môđun có thể mô tả theo mô hình tryền năng lượng:

V(E) = Vs(l-e-ke) + Voe-ke.

Trong đó k là chỉ số thể tích của nước ngọt lọc được trên một đơn vị thể tích nước biển tính cho một đơn vị năng lượng cung cấp, Vs; Volà thể tích của nước lọc được tương ứng với E = ∞ và E = 0.

Theo các nghiên cứu, một nhà máy lọc đa hiệu ứng với lò phản ứng công suất nhỏ có thể cung cấp một lượng nước ngọt từ 20 000 đến 120 000m3/ngày đêm, trong khi một nhà máy với quy trình thẩm thấu ngược có thể cho tới 250 000m3/ngày đêm.

Nhiều nước đang phát triển đang rất quan tâm đến giải pháp sử dụng năng lượng hạt nhân để giảm bớt gánh nặng đối với nhiên liệu hoá thạch, tuy nhiên, các nước này hiện đang phải đối mặt với hàng loạt vấn đề như cơ sở hạ tầng kém phát triển, thiếu vốn đầu tư, thiếu kinh nghiệm và nhân lực,cũng như vấn đề về sự tiếp nhận năng lượng hạt nhân của cộng đồng. Các nhà máy điện hạt nhân với lò phản ứng công suất nhỏ để lọc nước biẻn và cung cấp điện cho các hải đảo, có thể coi là một giải pháp thích hợp và khả thi ở giai đoạn đầu trước khi triển khai các nhà máy điện hạt nhân công suất lớn. Một bước đi từ thấp đến cao chắc chắn sẽ là một bước đi khôn ngoan và phù hợp với bất kỳ một quy luật phát triển nào.

__________________

(*) Một nhà máy điện hạt nhân lưỡng dụng công suất -100MeV có giá thành khoảng 200 triệu đôla, thời gian hoàn vốn khoảng 6 năm.

Tài liệu: Nghiẹp T.D., Int. J. Nuclear Desalination, 1, No.4, 396-399.

Nguồn: Vật lý ngày nay - tháng 12-2005

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

VUSTA xây dựng đề án vị trí việc làm giai đoạn 2027–2031
Là hội quần chúng được Đảng và Nhà nước giao nhiệm vụ ở Trung ương, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đang tập trung triển khai việc rà soát vị trí việc làm (VTVL), xây dựng phương án biên chế giai đoạn 2027–2031, nhằm hoàn thiện tổ chức bộ máy và nâng cao hiệu quả tập hợp đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ (KH&CN).
Tập huấn sử dụng hệ thống thông tin điều hành tác nghiệp Mặt trận Tổ quốc Việt Nam
Ngày 5/11, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Hướng dẫn sử dụng phần mềm trong quản lý và điều hành tác nghiệp văn bản đi và đến. Hội thảo nhằm nâng cao kỹ năng sử dụng, khai thác hiệu quả các chức năng của hệ thống số hóa, góp phần tích cực vào quá trình chuyển đổi số toàn diện trong công tác quản lý, điều hành và xử lý văn bản nghiệp vụ tại Cơ quan VUSTA.
Lào Cai: 52 đề tài xuất sắc sẽ được trao giải Cuộc thi lần thứ 21
Chiều 3/11, Ông Giàng Quốc Hưng - Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch UBND tỉnh, Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh, Trưởng Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật (Hội thi) và Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh (Cuộc thi), chủ trì cuộc họp thống nhất công tác chuẩn bị tổng kết, trao giải Cuộc thi lần thứ 21 và phát động Cuộc thi lần thứ 22.
Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.
Đắk Lắk: Phản biện hồ sơ Dự án nhà máy điện gió, điện mặt trời
Sáng 29/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh đã tổ chức Hội đồng góp ý, phản biện xã hội và phản biện khoa học đối với hồ sơ đề nghị chấp thuận chủ trương đầu tư Dự án Nhà máy điện gió E&M Đắk Lắk tại xã Ea Knốp và xã Cư Prao; Dự án Nhà máy điện mặt trời Jang Pông 2 tại xã Ea Wer.
Góp ý Luật luật An toàn, vệ sinh lao động: Lấy bảo vệ con người và quản trị rủi ro làm trung tâm
Ngày 30/10/2026, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp Hội Khoa học Kỹ thuật An toàn Vệ sinh Lao động Việt Nam (VOSHA) tổ chức Hội thảo "Góp ý dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật An toàn, vệ sinh lao động". Hội thảo do PGS.TS Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch VUSTA và GS.TS Lê Vân Trình, Chủ tịch VOSHA đồng chủ trì.
VUSTA công bố các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt
Ngày 30/10/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trang trọng tổ chức Hội nghị công bố các quyết định quan trọng về công tác cán bộ. Lãnh đạo VUSTA đã trao quyết định nghỉ hưu hưởng chế độ cho 02 cán bộ, chuyên viên, đồng thời trao các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển trong giai đoạn mới.
Liên hiệp Hội Việt Nam hưởng ứng tháng “Vì người nghèo”
Sáng 27/10, tại Hội trường xã Quốc Oai, Khối thi đua các tổ chức thuộc lĩnh vực Khoa học - Kinh tế - Pháp luật - Giáo dục - Đối ngoại thuộc Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam phối hợp với Ủy ban MTTQ Việt Nam thành phố Hà Nội, Hội Luật gia thành phố Hà Nội và xã Quốc Oai tổ chức Hội nghị “Nghe dân nói, nói dân nghe” và thực hiện Tháng cao điểm vì người nghèo 2026.