Khử muối bằng kỹ thuật hạt nhân đang là giải pháp của nhiều quốc gia trong khu vực Ả Rập, thay thế sạch cho quá trình khử muối truyền thống sử dụng nhiều năng lượng. Sự khan hiếm nước ngọt luôn là thách thức trên toàn cầu, đặc biệt là ở khu vực Ả Rập, nơi nguồn tài nguyên nước tự nhiên hạn chế và dân số tăng nhanh gây áp lực ngày càng lớn lên nguồn cung. Trong nhiều thập kỷ, các quốc gia trong khu vực đã dựa vào quá trình khử muối truyền thống, loại bỏ muối khỏi nước biển nhưng phụ thuộc rất nhiều vào nhiên liệu hóa thạch. Với nhu cầu năng lượng ngày càng tăng và mối lo ngại về biến đổi khí hậu, nhiều quốc gia hiện đang nghiên cứu giải pháp thay thế sạch hơn.
Bằng cách sử dụng năng lượng hạt nhân cung cấp cho quá trình khử muối, các quốc gia có thể giảm lượng khí thải nhà kính trong khi vẫn tạo được nguồn cung cấp nước ngọt ổn định. Với sự hỗ trợ của IAEA, một số quốc gia Ả Rập đang đánh giá tính khả thi của quá trình khử muối hạt nhân thông qua các nghiên cứu kỹ thuật, chương trình đào tạo và hợp tác khu vực. Khi sự quan tâm đến công nghệ này ngày càng tăng, nó không chỉ được coi là giải pháp thực tế mà còn là một phần của chiến lược rộng lớn hơn nhằm tăng cường an ninh nguồn nước trong bối cảnh phát triển phức tạp và những thách thức về môi trường.
IAEA đã hợp tác với các nước Ả Rập trong gần 30 năm để hỗ trợ khử muối hạt nhân. Thông qua các nghiên cứu khả thi, chương trình đào tạo, IAEA giúp các nước khám phá cách ứng dụng năng lượng hạt nhân sản xuất nước ngọt. Các công cụ chuyên biệt như DEEP (Chương trình đánh giá kinh tế khử muối) cho phép những người ra quyết định so sánh chi phí và hiệu quả giữa các công nghệ khác nhau. Là một phần của hoạt động hỗ trợ, IAEA tổ chức cuộc họp kỹ thuật về “ứng dụng đồng phát điện” hạt nhân, quy tụ các chuyên gia từ khắp nơi trên thế giới, bao gồm những người từ Ai Cập, Jordan và Kuwait. Cuộc họp phản ánh mối quan tâm ngày càng tăng ở khu vực Ả Rập trong việc thúc đẩy các ứng dụng năng lượng hạt nhân phi điện, chẳng hạn như khử muối. Không giống như phương pháp khử muối thông thường, phương pháp khử muối hạt nhân sử dụng nhiệt và điện do lò phản ứng tạo ra để tách muối ra khỏi nước biển, giúp giảm lượng khí thải carbon đồng thời cung cấp nguồn nước ổn định và lâu dài.
Hai kỹ thuật khử muối chính là:
– Khử muối bằng nhiệt (sử dụng năng lượng nhiệt để tách nước cất ra khỏi nước có độ mặn cao), thể hiện bằng Chưng cất hiệu ứng đa dạng (MED), Chưng cất nhanh nhiều giai đoạn (MSF) và Nén hơi cơ học (MVC), phương pháp sau chủ yếu được sử dụng để khử muối từ nước có độ mặn cao và nước thải công nghiệp để sử dụng trong công nghiệp, không nhất thiết phải để uống.
– Tách màng thẩm thấu ngược (RO), sử dụng màng chắn và năng lượng bơm để tách muối ra khỏi nước. Những phương pháp này phổ biến cho hộ gia đình và doanh nghiệp.
Hầu hết các nhà máy khử muối trên thế giới đều sử dụng nhiên liệu hóa thạch để cung cấp năng lượng, nhưng tốt hơn nếu cung cấp năng lượng cho chúng bằng năng lượng hạt nhân. Lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR) mới là lý tưởng vì chúng tạo ra cả năng lượng nhiệt và năng lượng điện mà không tạo ra khí nhà kính.
Jordan, nơi 75 phần trăm diện tích đất được phân loại là sa mạc khô cằn, đang có những bước tiến đáng kể hướng tới khử muối hạt nhân. Chính phủ nghiên cứu Lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR), lò phản ứng nhỏ gọn có thể cung cấp năng lượng cho các nhà máy khử muối. Năm 2023, IAEA đã đánh giá các nghiên cứu của Jordan về việc sử dụng SMR để cung cấp nước uống từ Biển Đỏ cho Amman, nơi nhu cầu về nước đang tăng lên. Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Jordan (JAEC) cho biết: “Khử muối được coi là nguồn nước ngọt chính ở Jordan để đáp ứng nhu cầu và giảm thâm hụt cung-cầu, cung cấp giá nước ngọt cạnh tranh cho người tiêu dùng so với các nguồn năng lượng nhập khẩu”.
Ả Rập Xê Út vốn là quốc gia sản xuất nước khử muối lớn nhất thế giới, đã bắt đầu khám phá việc sử dụng năng lượng hạt nhân để khử muối vào cuối những năm 1970. Là một phần trong chiến lược chuyển đổi từ nền kinh tế dựa trên dầu mỏ sang sản xuất điện đa dạng, quốc gia này hiện đang cân nhắc các nhà máy điện hạt nhân để đạt được phát thải ròng bằng không và đáp ứng nhu cầu nước dài hạn. Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử và Tái tạo (KACARE), Ả Rập Xê Út đang lập kế hoạch hỗn hợp năng lượng bền vững bao gồm năng lượng nguyên tử để đáp ứng nhu cầu năng lượng, sản xuất điện, nước khử muối và năng lượng nhiệt, giảm sự phụ thuộc vào hydrocarbon và hỗ trợ tăng trưởng kinh tế.
Ai Cập cũng đang tích hợp công nghệ hạt nhân vào chiến lược nước của mình. Với nhà máy điện hạt nhân đầu tiên, El-Dabaa, đang được xây dựng, các cuộc thảo luận được tiến hành về việc kết hợp năng lượng hạt nhân với khử muối ở các vùng ven biển. Theo Ai Cập, năng lượng hạt nhân góp phần tăng cường an ninh năng lượng và đạt được sự cân bằng môi trường và an ninh nước. Vì các cơ sở hạt nhân có thể cung cấp năng lượng cần thiết cho các nhà máy khử muối để sản xuất nước uống.
Kuwait, quốc gia phụ thuộc nhiều vào việc khử muối nước biển để đáp ứng nhu cầu nước ngọt, đang ngày càng chuyển sang các công nghệ hạt nhân để tìm ra các giải pháp bền vững hơn cho nước và môi trường. Cùng với những nỗ lực giải quyết các thách thức về môi trường, Kuwait cũng đã thành lập một cơ sở quy mô lớn để tiến hành nghiên cứu về axit hóa đại dương, nhằm mục đích hiểu rõ hơn về tác động của việc thay đổi điều kiện đại dương đối với các hệ sinh thái biển, vốn có liên quan trực tiếp đến hiệu quả của các công nghệ khử muối.
Quá trình khử muối hạt nhân đòi hỏi đầu tư, khuôn khổ pháp lý và sự tham gia của các bên liên quan, giống như đối với tất cả các cơ sở hạt nhân khác. IAEA đang hợp tác chặt chẽ với các Chính phủ để thúc đẩy việc triển khai an toàn, hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Nếu được áp dụng rộng rãi, quá trình khử muối hạt nhân có thể tăng cường an ninh nguồn nước trong khu vực cho các thế hệ tương lai. Các ứng dụng phi điện chạy bằng năng lượng hạt nhân đưa ra các giải pháp bền vững cho các quốc gia sử dụng nhiều nước – từ nhu cầu tiêu thụ của hàng triệu hộ gia đình và các ứng dụng công nghiệp cho đến nông nghiệp và chăn nuôi. Tại cuộc họp kỹ thuật gần đây của IAEA, những người tham gia đã thảo luận về các nhu cầu cơ sở hạ tầng chính cho các dự án điện hạt nhân. Các cuộc thảo luận này đã giúp đặt nền tảng xây dựng tài liệu của IAEA về “Những cân nhắc về cơ sở hạ tầng cho các ứng dụng điện hạt nhân”, tài liệu này sẽ hỗ trợ các quốc gia trong việc lập kế hoạch và triển khai điện hạt nhân hiệu quả hơn.
Từ khóa: hạt nhân; khử muối
– CMD –
