小型モジュール炉（SMR）が今、注目を集めています。
トランプ大統領はその開発を加速させる方針を示しています。
GoogleやMetaなどの企業もこの技術に参画しています。
コロラド州では、原子力がクリーンエネルギーとして認識され、コロラドスプリングスとプエブロ郡はこの技術の導入を検討しています。
あるプエブロの諮問委員会は、Xcelエネルギーの石炭火力コンマーチ電力プラントが閉鎖された後、地域が「持続可能な状態」「に戻されるためには、SMRが必要だと結論付けました。
デンバー国際空港も、空港の成長を支えるためにSMRを導入することを一時検討しました。
しかし、現時点でアメリカに実際に稼働しているSMRは存在しません。
建設許可を取得したものもありますが、稼働中のSMRを見るにはロシアや中国に行く必要があります。
それぞれ国で一基ずつ運用されています。
日本にはテスト炉があります。
SMRとは一つの技術ではなく、さまざまなタイプが存在します。
出力が5メガワットのマイクロリアクターから、345メガワットのものまで、多様な種類があります。
水冷却からガス、融解金属、溶融塩まで、異なる核燃料を使用します。
一言で言えば、SMRは一つではなく複数のアイデアなのです。
国際原子力機関（IAEA）によれば、現在世界中で約50種類のSMRが開発されていますが、そのうち15種類がアメリカで進行中です。
新しい概念に取り組んでいる企業は、従業員数人のスタートアップから、ウェスティングハウス、GE、ヴェルノバ・ヒタチ、ロールス・ロイスなどの大企業まで多岐にわたります。
工場でモジュールを製造し、駐車場のスペースさえあれば設置できる「原子力レゴ」の発想は魅力的です。
例えば、一つのモジュールが80MWであれば、3つを接続して240MWの発電所にすることができます。
SMRは、支持者によれば、内在的な安全機能も備えています。
一部は、従来の大規模ユニットよりも高温で動作し、より効率的に電力を生産し、数年にわたって燃料補充なしで動作することができます。
IAEAによれば、SMRは電力網における石炭の代替、産業用プロセス用の熱供給、鉱業用ディーゼルエンジンの置き換え、データセンターの運転などの4つの重要なニッチを埋める可能性があります。
しかし、批評家は、この未検証技術のコストが競争力を持てるかどうかに疑問を投げかけています。
いくつかの設計では、商業化された燃料源さえ存在しないのです。
また新たな複雑な形態の核廃棄物を生成し、国が直面している電力需要の急増には間に合わないとも指摘されています。
業界コンサルタントのICFは、特にデータセンター需要が原因で、2030年までに電力負荷が25%増加すると予測しています。
コロラドでは、Xcelエネルギーが2030年までにピーク需要が19%増えるとの予測をしています。
「SMR技術は、エネルギー需要に対処できるのか？」と元原子力規制委員会の委員長アリソン・マクファーレンは問いかけました。「いいえ、できません。私たちは、商業規模でこれを実現することはできないでしょう。」
現時点でコストは皆が同意する課題です。
最初のSMRはNuScale Powerによって建設される予定でしたが、2015年から2023年の間にコストが倍増し、キロワットあたり21,561ドルになり、プロジェクトはキャンセルされました。
比較のために、2023年のユーティリティ規模のソーラー発電の設置コストはキロワットあたり1,200ドルです。
「初めての時はコストが高いのは当然です」と原子力革新連盟の上級アナリストエリック・コソンは述べました。
「10基建てられれば、初回コストを分散させることができ、一度に一つずつしか建設しないという状況から脱却することができます。」
SMRの開発は、多くの技術と企業が競い合うレースであり、成功を収めるのは10年以上の時間が必要でしょう。
「私たちが見ているさまざまな技術や企業の中で、すべてが成功するわけではありません。多くは失敗するでしょう」とコソンは言います。
「私たちは、民間の商業化された高級炉エコシステムが数十の設計を持つことを望んでいません。コストを削減するためには、同じものを何度も建設する必要があるからです。」
この業界の整理には数年かかると、アイダホ国立研究所の核科学技術副所長ジェス・ゲヒンは示唆しています。
彼は初めてのフルサイズSMRが2028年から2030年の間に開始され、2035年までに商業利用に入ると予測しています。
どの技術が勝利するのかが問題です。
「核の初期の頃に起こったことと同じで、多くの設計があり、最終的には軽水炉が選ばれました。」
現在、世界の核発電所の90%、米国にある63基を含む、大部分が加圧軽水炉を使用しています。
「大きなボトルネックは、プロトタイプを構築し、ライセンスを取得するために300百万から400百万ドルが必要であるという事実です」とNano Nuclear EnergyのCEOジェームズ・ウォーカーは述べています。
「このため、企業がそれを実行可能にするために圧迫を受けることは明らかです。」
「これにより、技術の絞り込みが進むでしょう。」
クリーンエネルギー志向のIEEFAのアナリストデニス・ワムステッドは、「いくつの炉が建設されなければならず、どれだけの時間がかかるのか？」と疑問を投げかけます。
大手電力会社はこの技術に賭けています。
不確実性はあるものの、いくつかの大手企業は新興技術に賭けています。
アメリカ最大の公営電力会社であるテネシー・バレー公社（TVA）は、GEヴェルノバ・ヒタチ核エネルギーSMRであるBWRX-300の建設許可を原子力規制委員会に申請しました。
この300MWの炉は従来の軽水炉のミニ版です。
同様の軽水技術でNuScaleも同様の関心を持っています。
「従来の軽水炉に近いほど、成功しやすいでしょう。」とコロラド鉱山学校の核科学工学プログラムの責任者マーク・ジェンセンは語ります。
設計は実績があり、技術にも運転経験があります。
使用されるウラン酸化物燃料はすでにアメリカ国内で製造されているとジェンセンは述べています。
デューク・エナジーとアメリカン・エレクトリック・パワーもBWRX-300に関心を示しており、カナダでは一基が建設中です。
これらの炉は大きいため、設置の問題があります。
「大きければ大きいほど、コストの超過のリスクが高まります。」とIEEFAのワムステッドは言います。
炉は加圧されなければならないため、冷却水が煮沸しないようにする必要があります。
冷却剤の喪失は、理論的にはメルトダウンを引き起こす可能性があります。
ジェンセンは、パッシブセーフガードと小型化によって「福島のような事態にはならない」と述べています。
「炉を小さくすることで、反応を止めても、その熱が環境に放散され、臨界温度を超えないようにすることができます。」
TVAはSMRを推進しており、NuScaleの一連の炉から最大6ギガワットの電力を購入する契約を結びましたが、稼働のタイムラインはありません。
さらに、TVAとGoogleは、テネシー州オークリッジに50MWのプラントを建設する契約を締結しました。
これは2035年までにGoogleに500MWの電力を供給するための前提条件です。
Kairosのデザインは、水を冷却剤として使用せず、より進んだ炉の一つです。
150MWの炉を使用し、融解塩とTRISOと呼ばれる濃縮燃料を使用します。
融解塩は蒸発しないため、炉は加圧されず、高温で運転できるのです。
濃縮TRISO燃料はメルトダウンに強い特性を持っています。
しかし、この濃縮ウランの唯一の供給源はロシアであり、2024年にはその燃料輸入が禁じられました。
これは国内の開発を促進するためであり、連邦政府が34億ドルの資金提供を行っています。
現在、商業的な燃料源は存在しません。
ビル・ゲイツが設立した原子炉企業TerraPowerも、融解塩冷却を使用し、濃縮ウランの問題を回避しながら、別の課題を抱えています。
同社は、ワイオミング州ケメラーに345MWの炉を建設するための許可を申請し、8月にはユタ州エネルギー開発局とサイト探しに関する合意に署名しました。
ゲイツ氏だけでなく、シリコンバレーの起業家もこの分野に注力しています。
OpenAIのCEOサム・アルトマンは、元々75MWの液体金属冷却炉を開発するOkloの投資者であり、会長でもありました。
9月4日にOkloは、国初の民間燃料再処理施設をオークリッジに建設する計画を発表しました。
また、TVAが運営する3基の大型原発から出る燃料を再処理する機会も探っています。
「燃料は、進んだ核エネルギーを市場に持ち込むための最も重要な要素です。」とOkloのCEOジェイコブ・デウィッテは述べて発表しました。
しかし、この燃料はこれらの炉のアキレス腱になるかもしれません。
「より異常な燃料を使用する場合、それらの安定性に問題が生じることがあります。」とマクファーレンは言います。
Kairosの計画は、放射性燃料を融解塩冷却剤と混合することですが、これにより新たな廃棄物が生成され、処理が必要になります。
TerraPowerの設計はウランを金属燃料アセンブリに封じ込めるためにナトリウム結合を使用しています。
「ナトリウム結合された使用燃料は処分においての課題を生むため、化学反応を防ぎ、放射性物質を安全に隔離するために特別な処理が必要です。」とNIAの報告によれば言われています。
こうした濃縮燃料は「中性子漏れ」の問題に対処することを目指しています。
「これは物理的な問題です。」とマクファーレンは説明します。
原子核分裂の反応は、中性子がウラン235の原子に当たることで始まり、他の中性子が次の原子に当たり、さらに中性子が放出されるのです。
「炉心を小型化すると、中性子が当たる対象が少なくなるため、効率が低下します。」と彼女は続けます。
「中性子が漏れると、炉の効率が低下します。」
「濃縮ウランが入手できれば、その特定の種類の燃料にそれを入れる必要があります。」
「したがって、燃料製造施設、濃縮施設、補助施設、変換および脱変換施設がすべて必要です。」
「これらは存在せず、立ち上げるのに数十億ドルが必要です。これが炉のコストを押し上げる要因です。」
「これらの技術に関与する人々は、すべての課題を現実的に評価すべきです。」とマクファーレンは語りました。
早期の採用者たちはリスクを背負うことになります。
それでも、濃縮燃料技術の魅力の一つは、従来の軽水炉の300度セ氏に対して倍以上、あるいは三倍の温度で運転できることです。
「これらの技術の利点は、炉が高温で運転できるため、電力をより効率的に生産でき、または産業プロセスに使用する熱を生み出せることです。」とアイダホラボのゲヒンは言います。
別の参入業者、X-Energyは、TRISO燃料を使用した80MWのガス冷却炉を開発中で、化学メーカーDowと提携し、テキサス湾岸にあるそのコンプレックスにスチームと電力を提供します。
トランプ政権はSMRを推進しており、4つの大統領令が核エネルギーを促進しています。
核エネルギーの税控除は「One Big Beautiful Bill Act」の中で保存され、一方、風力と太陽光の税控除は減少しました。
8月、エネルギー省はテスト用のSMRプロジェクトを急ぐために11件を選び、その目的は、独立記念日である2026年7月4日までに少なくとも3つの小型試験炉を稼働させることです。
これらのプロジェクトにはOkloとLast Energyが選ばれました。
彼らは「小規模」だとIEEFAのワムステッドは指摘します。「彼らは誰の問題も解決しないでしょう。」
それでも、コロラドでの関心は高まっています。
原子力をクリーンエネルギー源として指定する法案は、地元のクリーンエネルギー資金調達の可能性を広げ、SMRが「より少ない土地面積でより多くのクリーンエネルギーを生産できる」と述べています。
法案は、これらの炉が石炭火力プラントの代わりとなり、地域の雇用を維持できると指摘しています。
コロラドスプリングスでは、市民の諮問委員会が「コロラドスプリングス公共事業が、SMRに関する基本的な知識を発展させるためのロードマップと研究計画を作成するよう提言しました。」
「原子力エネルギーは、当社の統合資源計画プロセスの一部として引き続き評価されます。」と公共事業の広報担当者ダニエル・ニエベスはメールで述べています。
プエブロ郡は、同州の最大の納税者であるコマーチステーションの石炭火力プラントの代替としてSMRを求めています。
同州の公共施設委員会は、「先進的な核技術を検討すらしていない」と批判してきました。
プエブロ郡の批判に応じて、またその意向を受けて、トランプ政権にコマーチプラントを運転し続けるよう命じることを求める行動を取る考えを明らかにすると、公共施設委員会はSMRに関する見直しを開始すると述べています。
コマーチ3石炭ユニットは2031年に閉鎖される予定です。
このプラントは、2010年に開業し、「クリーンコール」技術を駆使した最新鋭の施設でしたが、オープン以来、1十億ドルをかけたものの、数多くの点検やシャットダウンの問題に直面してきました。
このプラントは、閉鎖された時間が2年相当になるなど、10年のプラント運営で最も高価なプラントとなっています。
SMRはデンバー国際空港には導入されません。
8月6日、マイク・ジョンストン市長と空港CEOフィル・ワシントンは、空港にSMRを追加することの評価に1.5百万ドルの計画を発表しました。
しかし、その2週間後、地元の反対に直面し、計画は棚上げされました。
「百万ドルだ」とマクファーレンは言いました。「驚くべきことに、私には百万ドルの予算が必要です。彼らには答えが必要だと思いました。」
さらに、コソンは、「近い将来、進んだ炉が空港に直接供給されることはないでしょう。」と述べ、「初めての炉は非常に高価になるため、商業電力やデータセンターでの使用が見込まれるだろうと述べました。」
デンバー空港は、そのSMRの研究を放棄した数日後、90エーカーをカバーする18MWのソーラーアレイが建設される計画を発表しました。これにより、デンバーで最も大きなソーラーアレイになるでしょう。
画像の出所：coloradosun