小型炉、大きな野心――原子力エネルギーの未来となるか?

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  • 私たちは、1970年代の石油危機を上回る世界的なエネルギー危機に直面しています。

  • 原子力は現在、外部のエネルギー源への依存を減らす方法として、しばしば挙げられています。

  • 原子力技術の最新の革新によって、このエネルギー源が、よりクリーンで持続可能かつより安定した世界への希望の灯台となりうるのでしょうか?

この数年間は、社会として長く無視してきた貴重な教訓を私たちに与えました。私たちは今、最初の世界的なエネルギー危機を生きており、その様子はファティ・ビロル(国際エネルギー機関事務局長)が描写するとおりであり、1970年代の石油危機よりもさらに深刻です。

信頼性が高く手頃な価格のエネルギー供給は、今や日々の生活に不可欠なものとして広く認識されており、その重要性は、夜に自宅で点灯する明かりにとどまりません。計画の不備や外部からの影響に対する自立性の欠如は、西側諸国の経済の安定性と競争力に大きな負担を与え、数百万人を貧困線以下に追いやりました。

今週COP27で行われている議論に特に関連するのは、現在の供給危機に焦点を当てることがエネルギー転換の実現にもたらす課題であり、また、あらゆる分野において、特に石炭への化石燃料依存を段階的に廃止する必要性です。

世界経済フォーラムはエネルギー転換をどのように推進していますか?

エネルギー・素材センターは、エネルギー、素材、産業システムを再構築する複雑な移行を理解するために、リーダーたちをつなぎます。エネルギー安全保障、手頃な価格、持続可能性がどのように交わるかを検討するためのプラットフォームを提供します。

バリューチェーンや地域を越えた協働を通じて、センターは、安全で低炭素かつ公正な転換に向けて、パートナーが実践的な解決策の下で足並みを揃えるための共有された道筋を実現します。

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原子力の可能性

不当な評判によって足止めされてきた原子力発電は、本質的にこれらの懸念の多くに対応できます。環境への影響を大幅に抑えつつ、供給の安定性と自立性に大きく貢献することができます。

原子力発電所は、その信頼性でよく知られています。発電量は外部要因に左右されず、保守点検期間は事前に十分な余裕をもって計画できるため、少なくとも90%の設備利用率を実現しています。

クリーンエネルギー源への貢献――水力発電に次ぐ規模――にもかかわらず、原子力は約4%を世界の一次エネルギーに、世界の電力の10%、そしてEUの電力の25%を占めています――核分裂は誤情報に取り囲まれており、それらは常に反証されています(事実と数字によって)。

ラファエル・マリアーノ・グロッシ、IAEA事務局長は、最近「Agenda」に寄稿し、この危機への対応としての既存原子力発電設備容量の将来について述べています。私は彼の見解に同意しており、業界は供給能力を強化する準備が整っていると確信しています。

原子力が再興期を迎えていることは明らかです。資産の延長や新規原子力建設を検討している運転中の原子力国は32カ国あり、さらに30カ国が導入を検討しています。

SMRや第4世代炉は原子力エネルギーの未来なのでしょうか?

過去20年間、原子力エネルギーは世界の多くの地域で政治的な関心から外れてきました。しかし、研究、開発、導入が後退し、今日の世界のエネルギー安全保障を損なう一方で、産業界は実際には活動を止めることなく、原子力エネルギーは二つの進化の道をたどってきました。

第一に、小型モジュール炉(SMR)の概念は、標準化とモジュール化を活用し、商業導入を単純化して産業化の多くの利点を実現することで、コストと財務リスクを低減することを目的として生まれました。第二に、過去20年間に、設計者たちは新たな炉の概念を追求してきました。第4世代として知られるこれらは、より持続可能でクリーン、安全かつ長期的なエネルギー生産を提供でき、原子力エネルギーの未来となる可能性が十分にあります。

当社(newcleo)は、鉛冷却高速炉(LFR)が優れていると確信しています。これらの炉は、既存および将来の核廃棄物を燃料として利用することで、核燃料サイクルを大きく改善しつつ、それらすべてを提供できるためです。原子炉が生み出す廃棄物の量は、発生するエネルギー量に比べて非常にわずかです。IAEAの研究では、核廃棄物を一切再処理しないと仮定した場合、1GWe原子炉によって年間30トンの高レベル固化廃棄物が発生することが示されています。(恐ろしいことに)比較すると、同等の1GWe石炭火力発電所では30万トンの灰が発生します。

核副産物は本当に廃棄物なのでしょうか?

答えは「いいえ」です。従来、使用済み燃料は深地層処分場に処分されてきました。今日では、この使用済み燃料を再処理し、半減期が大幅に短い廃棄物として最終的に処分することが可能です。

一例として、フランスの原子力産業は、旧世代の原子炉から残された使用済み燃料を再処理し、部分的にリサイクルしています。高速炉は、この燃料の利用において高い柔軟性を示し、現在の商用(熱)炉を補完することができ、環境および財務面の持続可能性を高め、原子力の環境負荷をさらに低減します。

原子炉の燃料ウラン棒要素の破片Image: Alamy Stock Photo

鉛冷却高速炉の利点

当社(newcleo)は、鉛冷却高速炉(LFR)向けの燃料を準備するため、MOX燃料製造施設への大規模な投資に取り組んでいます。この廃棄物からエネルギーへの戦略を実施すれば、新たなウラン採掘を完全にゼロにできるとともに、世界の既存のプルトニウム備蓄を解消することも可能です。LFRでMOX燃料を用いれば、4GWeの設備容量で年間最大1.5トンを燃焼させることができます。

このシナリオでは、原子力保有国は、既に利用可能な燃料を使い切ることでエネルギー自立性を高め、大量の廃棄物を保管する必要をなくし、廃棄物の放射性半減期を数千年から数十年に短縮することができます。当社の燃料と原子炉を用いれば、人間の生涯の電力需要を賄うのに必要な燃料はわずか233グラムであると試算しています。

ライフサイクルコストの優位性は、燃料サイクルだけに依存するものではありません。慎重な設計プロセスは、必要な建設資材をさらに削減する装置の構築を目指しており、最終的には建設の観点から間接排出量と環境負荷に好影響を与えることを目指しています。

私たちは、物理学が提供する可能性を活かすための技術開発に取り組んでおり、脱炭素化と信頼性の高いクリーンエネルギー生産という切実に求められている目標の達成を支援するため、予算内かつ期限通りにプロジェクトを実現することに強い緊迫感を抱いています。

エンリコ・フェルミによって最初の自己持続型核反応が達成されてから80年、民間企業と公共企業が新たな原子力に注ぐ取り組みと努力を目の当たりにすることは、原子力を信じる私たちにとって活力を与えるだけでなく、よりクリーンで持続可能かつより安定した世界への真の希望の灯台でもあります。

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