Nếu có một lĩnh vực mà nước Pháp thực sự là “gã khổng lồ” không thể tranh cãi, đó chính là năng lượng hạt nhân. Mặc dù nguồn năng lượng này chỉ chiếm khoảng 9% trong cơ cấu năng lượng toàn cầu, nhưng tại Pháp, con số này lại là một câu chuyện hoàn toàn khác.
Với 57 lò phản ứng đang hoạt động và cung cấp tới 67% sản lượng điện quốc gia, Pháp là đất nước có mật độ hạt nhân hóa cao nhất thế giới. Chính vì vị thế quan trọng này, công tác bảo trì các Nhà máy Điện hạt nhân (Nuclear Power Plants) luôn được đặt lên hàng đầu. Thậm chí, ngay cả những đợt dừng máy theo kế hoạch cũng thu hút sự chú ý lớn từ truyền thông.
Tuy nhiên, đằng sau những tin tức đó là một bài toán cực kỳ hóc búa ít người biết đến: Làm sao để cân bằng giữa An toàn, Hiệu suất công nghiệp và các Quy định pháp lý khắt khe?
Câu trả lời nằm ở sự trưởng thành của các công cụ kỹ thuật số ngày nay. Từ các giải pháp Quản lý Tài sản Doanh nghiệp (EAM), công cụ kỹ thuật công trình đến khả năng phân tích dữ liệu nâng cao – tất cả đang thay đổi hoàn toàn cách vận hành của ngành công nghiệp phức tạp này.
1. Sử dụng dữ liệu dưới áp lực nghìn cân
Đối với các nhà máy đang hoạt động, bảo trì không chỉ là sửa chữa, mà là sống còn. Mục tiêu là tận dụng dữ liệu từ nhà máy để thực hiện Bảo trì dự đoán (Predictive Maintenance) – tức là biết trước hỏng hóc để ngăn chặn.
Tại sao điều này lại quan trọng? Các nhà nghiên cứu Corentin Ascone, Benjamin Verhaeghe và Frédéric Vanderhaegen đã đưa ra một ví dụ rất cụ thể:
“Một tổ máy hạt nhân phải dừng hoạt động trong một ngày đồng nghĩa với việc mất đi 1 triệu Euro doanh thu sản xuất điện. Đó là lý do vì sao các hệ thống dự báo lại đóng vai trò tối quan trọng để tối ưu hóa vận hành.”
Tuy nhiên, chúng ta không thể đơn giản lấy các mô hình quản lý của ngành ô tô hay bán lẻ để áp dụng cho hạt nhân. Ngành này có những đặc thù riêng biệt:
- Thiết bị cực kỳ phức tạp.
- Điều kiện vận hành khắc nghiệt (nhiệt độ, bức xạ).
- An toàn là số 1: Không được phép có sai sót.
Khác với nhiều quốc gia, Pháp có lợi thế lớn nhờ tính đồng nhất (homogeneity). Một nhà vận hành duy nhất quản lý toàn bộ hệ thống, giúp việc chuẩn hóa dữ liệu và quy trình bảo trì dễ dàng hơn. Ngược lại, việc “bê nguyên” các mô hình quản lý tài sản từ Mỹ sang Châu Âu thường gặp khó khăn do sự khác biệt về thiết kế và khung pháp lý.
2. Hợp tác để phát triển: Sức mạnh của chuyên môn
Để giải quyết các thách thức trên, ông Paul Pereira – chuyên gia từ tập đoàn công nghệ Hexagon – nhấn mạnh tầm quan trọng của việc “cùng kiến tạo” (co-construction). Đây là sự kết hợp giữa:
- Kinh nghiệm vận hành thực tế của các kỹ sư nhà máy.
- Am hiểu sâu sắc về phần mềm chuyên dụng của các đối tác công nghệ.
Một ví dụ điển hình là sự hợp tác giữa Tập đoàn Điện lực Pháp (EDF) và Hexagon. Trong nhiều thập kỷ, EDF đã sử dụng phần mềm PIPESTRESS để kiểm tra độ bền cơ học của hệ thống đường ống theo các quy chuẩn khắt khe nhất.
Công cụ này đã trở thành tiêu chuẩn nội bộ, được hàng trăm kỹ sư sử dụng để tính toán cho các dự án khổng lồ như lò phản ứng Flamanville 3 (Pháp) hay Hinkley Point C (Anh).
Ông Léonard Antoinat, Trưởng nhóm tính toán đường ống tại Edvance, chia sẻ về quy mô khổng lồ của dự án Hinkley Point C:
- 150 km đường ống.
- 2.000 phép tính toán phức tạp.
- 300 phép tính toán độ nhạy cao.
- Huy động 70 kỹ sư làm việc liên tục trong 4 năm.
Phần mềm này không chỉ là một công cụ tính toán, mà nó đã được chứng nhận bởi Cơ quan An toàn Hạt nhân (ASN), đảm bảo mọi con số đưa ra đều đáng tin cậy tuyệt đối.
3. Kiến tạo tương lai: Chính xác đến từng micromet
Công nghệ số không chỉ phục vụ các nhà máy cũ, mà còn là “xương sống” cho các lò phản ứng thế hệ mới (Innovative Reactors). Chúng ta đang nói đến các lò phản ứng nhiệt độ cực cao, lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri, hay các dự án nhiệt hạch (fusion) đầy tham vọng.
Những thiết kế này sử dụng vật liệu mới và hình học phức tạp, đòi hỏi sự chính xác ở mức độ khó tin. Hãy nghe ông David Wilson, Kỹ sư trưởng về Đo lường tại tổ chức ITER (dự án nhiệt hạch lớn nhất thế giới), giải thích:
“Một lò phản ứng nhiệt hạch đòi hỏi độ chính xác cực đoan. Cỗ máy nặng 23.000 tấn, cao 29 mét, nhưng các sai số cho phép chỉ tính bằng phần mười milimet. Thậm chí, việc căn chỉnh các nam châm khổng lồ hay khớp nối dây dẫn phải đạt độ chính xác 100 micron (tương đương độ dày của một sợi tóc).”
Để làm được điều này, họ cần đến các thiết bị Đo lường (Metrology) tiên tiến nhất: từ máy quét 3D cho không gian lớn đến các máy quét cầm tay cho các chi tiết nhỏ. Kết hợp với phần mềm xử lý dữ liệu, các kỹ sư có thể phát hiện bất kỳ sự sai lệch nào trước khi lắp ráp, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian khổng lồ.
Kết luận
Trong bối cảnh thế giới đang chạy đua để giảm thải carbon (decarbonization) mà không làm giảm tốc độ phát triển kinh tế, năng lượng hạt nhân thế hệ mới là một trong những giải pháp hứa hẹn nhất. Và để cuộc cách mạng năng lượng này thành công, công nghệ số chính là chìa khóa vạn năng – nơi ngành công nghiệp hạt nhân Pháp đang khẳng định vai trò tiên phong của mình.
Bình luận