URANIUM: NGUYÊN TẮC CƠ BẢN VỀ CUNG, CẦU VÀ HỢP ĐỒNG

Uranium là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Uranium là một nguyên tố phóng xạ tự nhiên được tìm thấy trong lớp vỏ Trái Đất, chủ yếu được sử dụng làm nhiên liệu trong các lò phản ứng hạt nhân. Được ký hiệu là "U" trong bảng tuần hoàn, uranium nặng, đặc và tương đối dồi dào. Các đồng vị của nó, U-235 và U-238, đóng vai trò thiết yếu trong phản ứng phân hạch hạt nhân - quá trình hạt nhân phân tách để giải phóng năng lượng trong các lò phản ứng hạt nhân.

Trong các ứng dụng dân sự, uranium cung cấp năng lượng cho các lò phản ứng hạt nhân, tạo ra khoảng 10% lượng điện năng của thế giới. Ở các quốc gia như Pháp, Slovakia và Ukraine, năng lượng hạt nhân chiếm hơn 50% nguồn cung cấp điện quốc gia. Hơn nữa, khi trọng tâm toàn cầu chuyển sang năng lượng sạch hơn để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, lượng khí thải carbon thấp của năng lượng hạt nhân đã cải thiện triển vọng nhu cầu uranium dài hạn.

Uranium cũng được sử dụng trong hệ thống động lực hải quân, đặc biệt là cho tàu ngầm và tàu sân bay, và ở một mức độ hạn chế trong dược phẩm phóng xạ và nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, tiện ích chính của nó nằm ở việc cung cấp nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân thương mại thông qua một chuỗi cung ứng được thiết lập tốt, trải dài từ khai thác, nghiền, chuyển đổi, làm giàu đến chế tạo.

Khi nhu cầu về các nguồn năng lượng bền vững và phát thải thấp ngày càng tăng, việc hiểu urani như một nguồn tài nguyên - khả năng tiếp cận địa chất, cơ chế sản xuất và cấu trúc thị trường - ngày càng trở nên quan trọng đối với việc lập kế hoạch năng lượng và chiến lược đầu tư.

Từ khâu khai thác ban đầu đến sử dụng cuối cùng, hành trình của urani qua chu trình nhiên liệu hạt nhân đòi hỏi cơ sở hạ tầng đáng kể, thời gian chuẩn bị dài và sự giám sát chặt chẽ của cơ quan quản lý - tất cả đều góp phần vào động lực thị trường phức tạp và thường không minh bạch của nó.

Bài viết này khám phá những yếu tố cơ bản của urani, tập trung vào các yếu tố thúc đẩy nhu cầu, động lực cung ứng toàn cầu và sự phức tạp của việc ký kết hợp đồng nhiên liệu, những yếu tố làm nền tảng cho khả năng thương mại của nó trong thời đại nguyên tử.

Nhu cầu hạt nhân toàn cầu định hình việc sử dụng uranium như thế nào

Nhu cầu uranium gắn liền chặt chẽ với đội ngũ lò phản ứng hạt nhân toàn cầu, vốn đòi hỏi nguồn cung cấp nhiên liệu hạt nhân ổn định và lâu dài để hoạt động hiệu quả. Mỗi lò phản ứng thường được tiếp nhiên liệu sau mỗi 12 đến 24 tháng, tiêu thụ từ 18 đến 25 tấn uranium mỗi năm, tùy thuộc vào thiết kế, công suất và thông số vận hành.

Tính đến năm 2024, có hơn 440 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động thương mại trên toàn thế giới, với các lò phản ứng bổ sung đang được xây dựng hoặc đề xuất, đặc biệt là ở châu Á. Trung Quốc, Ấn Độ và Nga có chương trình nghị sự mở rộng năng lượng hạt nhân mạnh mẽ, phản ánh các mục tiêu an ninh năng lượng và các cam kết về khí hậu. Ngoài ra, sự quan tâm đến năng lượng hạt nhân đã trỗi dậy ở các quốc gia phương Tây đang tìm cách cân bằng các mục tiêu carbon với độ tin cậy của tải cơ bản.

Nhu cầu uranium tương đối kém linh hoạt trong ngắn hạn. Một khi lò phản ứng được xây dựng, nó phải duy trì dòng nhiên liệu an toàn, ngay cả trong thời kỳ thị trường biến động. Do đó, các nhà vận hành lò phản ứng thường mua uranium trước nhiều năm thông qua các hợp đồng dài hạn (thường kéo dài 5–10 năm) để phòng ngừa rủi ro nguồn cung và biến động giá.

Ngoài nguồn tiêu thụ uranium chính, các nguồn cung cấp thứ cấp - chẳng hạn như đuôi uranium tái làm giàu, vật liệu pha loãng cấp độ vũ khí và nhiên liệu tái chế - cũng đóng góp vào nguồn cung toàn cầu. Tuy nhiên, các nguồn này hữu hạn, nhạy cảm về mặt chính trị và không đủ để duy trì xu hướng nhu cầu ngày càng tăng nếu không có hoạt động khai thác mỏ ổn định.

Hơn nữa, các công nghệ mới nổi như Lò phản ứng Mô-đun Nhỏ (SMR) và sự phát triển của lò phản ứng sinh sản nhanh có thể định hình các mô hình nhu cầu uranium trong tương lai, có khả năng làm tăng cả khối lượng và hiệu suất nhiên liệu. Mặc dù SMR hứa hẹn sản xuất điện linh hoạt và phân tán, nhưng tác động của chúng đối với mức tiêu thụ uranium vẫn còn mang tính suy đoán cho đến khi được triển khai thương mại.

Đáng chú ý, ước tính nhu cầu toàn cầu bị ảnh hưởng bởi các yếu tố địa chính trị, quy định và xã hội. Ví dụ, việc khởi động lại lò phản ứng của Nhật Bản sau thảm họa Fukushima diễn ra chậm hơn dự kiến, trong khi Đức đã loại bỏ hoàn toàn năng lượng hạt nhân. Ngược lại, các cơ sở quy mô lớn mới ở Trung Quốc và UAE đã tạo ra một làn sóng nhu cầu mới.

Nhìn chung, dự báo nhu cầu uranium phụ thuộc vào việc triển khai lò phản ứng hạt nhân, kéo dài tuổi thọ của các nhà máy hiện có, sự chấp nhận của công chúng và các yêu cầu về khí hậu. Theo các kịch bản của Hiệp hội Hạt nhân Thế giới, nhu cầu uranium toàn cầu có thể tăng từ khoảng 60.000 tấn mỗi năm lên hơn 100.000 tấn vào năm 2040 nếu các mục tiêu khí hậu dài hạn được theo đuổi mạnh mẽ.

Để hiểu được nhu cầu, không chỉ cần số lượng lò phản ứng mà còn cần các chính sách ảnh hưởng đến tuổi thọ của nhà máy, tiến độ thiết kế và hợp tác quốc tế về phát triển hạt nhân.

Điều gì thúc đẩy nguồn cung và khả năng cung cấp uranium?

Nguồn cung uranium được quyết định bởi sự cân bằng giữa sản lượng khai thác mỏ chính, nguồn thứ cấp và lượng dự trữ. Trước đây, sản xuất uranium chính đã đáp ứng phần lớn nhu cầu uranium toàn cầu, mặc dù những năm gần đây đã chứng kiến ​​khoảng cách này được bổ sung bởi các kho dự trữ của các đơn vị tiện ích, chính phủ và vật liệu tái chế.

Khai thác uranium chính vẫn là nền tảng của nguồn cung uranium. Các quốc gia sản xuất hàng đầu bao gồm Kazakhstan, Canada, Namibia, Úc và Uzbekistan. Đặc biệt, Kazakhstan đã nổi lên như một thế lực thống trị, chiếm hơn 40% sản lượng uranium toàn cầu, chủ yếu thông qua công nghệ Thu hồi Tại chỗ (ISR), một kỹ thuật tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.

Tuy nhiên, khai thác uranium có tính chu kỳ sâu sắc. Các mỏ đòi hỏi nhiều vốn, thời gian cấp phép và phát triển kéo dài, và thường gặp phải sự phản đối của địa phương. Do giá uranium thấp trong những năm 2010, một số nhà sản xuất lớn đã cắt giảm sản lượng, tạm dừng hoạt động hoặc hoãn các dự án mới. Việc sản xuất thiếu hụt chiến lược này đã thắt chặt nguồn cung thị trường, nghĩa là sản lượng hiện tại chỉ đáp ứng khoảng 70-80% nhu cầu lò phản ứng - một khoảng trống được bù đắp một phần bởi lượng dự trữ hiện có và các nguồn thứ cấp.

Nguồn cung thứ cấp bao gồm kho dự trữ quân sự đã ngừng hoạt động, thặng dư thương mại và các phương pháp tái chế khác nhau. Mặc dù những nguồn này trước đây đã đóng một vai trò quan trọng - chẳng hạn như chương trình "Megatons to Megawatts" giữa Hoa Kỳ và Nga (1993–2013) - nhưng chúng phần lớn được coi là hữu hạn và kém tin cậy hơn trong tương lai.

Việc thăm dò các mỏ uranium mới vẫn tiếp tục, nhưng các phát hiện tương đối hiếm. Thời gian từ khi phát hiện đến khi khai thác có thể kéo dài một thập kỷ hoặc hơn. Hơn nữa, kinh tế mỏ rất nhạy cảm với giá thị trường; giá quá thấp khiến các dự án mới không khả thi về mặt kinh tế, tạo ra các vấn đề về nguồn cung trong tương lai.

Hơn nữa, các cân nhắc về địa chính trị có thể ảnh hưởng đến nguồn cung uranium. Chính sách xuất khẩu, hạn chế thương mại và việc di chuyển kho dự trữ chiến lược của các quốc gia như Trung Quốc và Hoa Kỳ gây ra sự phức tạp. Ví dụ, những động thái gần đây của các công ty tiện ích phương Tây nhằm giảm sự phụ thuộc vào dịch vụ chuyển đổi và làm giàu của Nga cho thấy sự mong manh của chuỗi cung ứng toàn cầu.

Tồn kho do các công ty tiện ích, thương nhân và chính phủ nắm giữ vừa đóng vai trò là vùng đệm vừa là đòn bẩy đầu cơ. Các công ty tiện ích có thể trì hoãn việc mua hàng trong thời kỳ giá thấp bằng cách khai thác hàng tồn kho, chỉ để quay trở lại thị trường hàng loạt nếu tâm lý thị trường thay đổi - tạo ra các chu kỳ nhu cầu đột ngột và biến động giá.

Nguồn cung cũng bị ảnh hưởng bởi các gián đoạn bất ngờ như lũ lụt (ví dụ: Hồ Cigar của Cameco), đại dịch toàn cầu hoặc các hành động pháp lý làm thay đổi khả năng tồn tại của dự án. Về vấn đề này, các tín hiệu hợp đồng dài hạn trở nên quan trọng đối với các công ty khai thác đang lập kế hoạch sản xuất trong tương lai.

Trong trung và dài hạn, sản lượng mới có thể sẽ cần thiết để đáp ứng dự báo tăng trưởng nhu cầu. Giá uranium tăng liên tục có thể khuyến khích hoạt động thăm dò, đẩy nhanh việc khởi động lại các công suất đang tạm dừng và mở ra các dự án khai thác mới.