核融合発電の実現へ、日本政府が研究施設を民間開放

by nicoxz
#核融合発電 #クリーンエネルギー #スタートアップ #脱炭素 #研究開発

はじめに

次世代のクリーンエネルギーとして世界中が注目する核融合発電。日本政府は2026年度から、国が保有する核融合研究施設を民間企業に開放する方針を固めました。量子科学技術研究開発機構（QST）、核融合科学研究所、大阪大学レーザー科学研究所の国内3拠点に多額の投資を行い、官民共用の研究インフラとして整備します。この取り組みは、スタートアップや大学研究者が技術開発に参加する障壁を下げ、2030年代の核融合発電実証という野心的な目標達成を加速させる狙いがあります。本記事では、核融合発電の基礎知識から最新の国内動向、産業化への道筋まで詳しく解説します。

核融合発電が注目される理由

CO2を出さない夢のエネルギー

核融合発電は、原子核同士を融合させることで生じる膨大なエネルギーを利用する発電方式です。重水素と三重水素（トリチウム）の原子核が1億度以上の超高温で融合すると、ヘリウムと中性子が生成され、このときに発生する熱でタービンを回して電気を作ります。

最大の特徴は、発電過程で二酸化炭素（CO2）をまったく排出しないことです。化石燃料を燃やさないため、地球温暖化対策の切り札として期待されています。カーボンニュートラルの恒久的な実現を、エネルギー生成の根本から可能にする技術といえます。

燃料はほぼ無尽蔵

核融合の燃料となる重水素は海水中に豊富に存在し、低コストで調達できます。三重水素は自然界にほとんど存在しませんが、核融合炉内でリチウムから生成できるため、実質的に燃料不足の心配はありません。この点で、ウランやプルトニウムを必要とする既存の原子力発電とは大きく異なります。

また、核融合は燃料供給が途絶えると反応が自然に止まるため、制御しやすく安全性が高いとされています。放射性廃棄物の発生量も極めて少なく、数十年の保管で放射能レベルが低下し、炉材料として再利用できるという利点もあります。

2026年度から始まる官民共用施設の実態

国内3拠点の役割分担

日本政府が民間開放を進める3つの研究施設は、それぞれ異なる核融合方式を追求しています。この多様なアプローチが、日本の核融合研究の強みとなっています。

**JT-60SA（QST・茨城県那珂市）**は、トカマク型磁場閉じ込め方式の実験装置です。プラズマ体積133立方メートルと世界最大級の超伝導トカマクで、2023年10月にファーストプラズマを達成しました。国際熱核融合実験炉（ITER）計画と連携し、商用炉への橋渡し役を担います。

**大型ヘリカル装置LHD（核融合科学研究所・岐阜県土岐市）**は、日本独自のヘリカル方式を採用した超伝導プラズマ閉じ込め実験装置です。1997年に設置され、トカマク型とは異なる磁場配置によって定常運転の実現を目指しています。

**GEKKO XII（大阪大学レーザー科学研究所）**は、レーザー核融合を研究する大型ガラスレーザーシステムです。12本のレーザービームで標的を照射し、慣性閉じ込め方式の核融合反応を実現します。2024年には世界一の効率で太陽内部に匹敵する200億気圧の極限状態を地上に再現することに成功しました。

100億円の設備増強計画

政府はこれら3拠点の研究機器を100億円かけて増強する方針です。多額の投資が必要な実験装置や計測機器を国が整備することで、資金力に限りがあるスタートアップや大学研究者が最先端の研究に取り組める環境を作ります。

従来は各研究機関が個別に多数の実験装置を保有していましたが、今後は重点施設に集約・効率化を進めます。共用化によって設備の稼働率が向上し、研究開発のスピードアップも期待できます。

2030年代実証を掲げる国家戦略

戦略改定で明記された具体的時期

2025年6月4日、日本政府は核融合発電に関する国家戦略「フュージョンエネルギー・イノベーション戦略」を改定し、「世界に先駆けた2030年代の実証をめざす」と初めて明記しました。これまで実証時期は「早期に明確化する」という曖昧な表現にとどまっていましたが、具体的な目標年代を示すことで産業界の投資判断を促す狙いがあります。

この戦略には、2026年度から制度設計や安全規制の整備も盛り込まれており、社会実装に向けた具体的な道筋が示されています。長期供給契約制度や官民投資、税制措置などの財政支援の可能性も検討されており、次世代電源として核融合を育成する政府の本気度が伝わります。

スタートアップが牽引する実用化競争

国内では複数の核融合スタートアップが活発に活動しています。中でも注目されるのが京都フュージョニアリングで、2024年11月に発電実証に向けた産学連携プロジェクト「FAST」を立ち上げました。東京大学や九州大学などの研究者が参加し、2030年代中ごろから後半にかけての実証を目指しています。

Helical Fusionはヘリカル方式を採用し、年間を通して安定稼働・電力供給できる世界初の核融合炉の実現を掲げています。同社も2030年代に世界初の実用発電を達成する計画です。

こうしたスタートアップは、大学の研究成果を事業化する役割を担っており、今回の施設開放政策は彼らにとって大きな追い風となります。高額な実験装置を自前で用意する必要がなくなり、研究開発のコストと時間を大幅に削減できるからです。

オールジャパン体制で挑む産業化

80社以上が参加する産業協議会

2024年3月、三菱重工やIHI、NTTなど80社以上が参加する「J-Fusion（一般社団法人フュージョンエネルギー産業協議会）」が発足しました。官民一体の「オールジャパン体制」で核融合発電の開発を推進する枠組みです。

この協議会には、エネルギー企業だけでなく、材料メーカー、電機メーカー、通信事業者など多様な業種が参加しています。核融合炉の実用化には、超伝導磁石、プラズマ制御技術、高温材料、電力変換システムなど幅広い技術の統合が必要であり、産業界全体での取り組みが不可欠です。

エネルギー輸出国への野望

日本の核融合スタートアップの中には、将来的に「エネルギー輸出国」になることを目指す企業もあります。燃料がほぼ無尽蔵で、立地条件の制約が少ない核融合発電は、エネルギー資源に乏しい日本にとって戦略的な価値があります。

技術を確立すれば、発電プラント輸出や技術ライセンス供与によって、日本が世界のエネルギー市場で主導的な地位を獲得できる可能性があります。これは単なるエネルギー安全保障の話にとどまらず、新たな産業創出と経済成長の機会でもあります。

実用化への課題と展望

技術的ハードルの高さ

核融合発電の実用化には、まだ多くの技術的課題が残されています。1億度以上のプラズマを安定して長時間維持すること、核融合反応で発生するエネルギーよりも投入するエネルギーが少ない「プラスのエネルギー収支」を達成すること、炉材料の耐久性を確保することなど、解決すべき問題は山積しています。

2022年12月、米国のローレンス・リバモア国立研究所が核融合反応で投入エネルギーを上回るエネルギーを取り出すことに成功し、世界を驚かせました。しかし、この成果を商用発電につなげるには、さらなる効率向上とスケールアップが必要です。

制度設計と安全規制の整備

技術開発と並行して、法制度の整備も急務です。核融合発電は既存の原子力発電とは異なる技術であり、新たな安全規制の枠組みが必要になります。政府は2026年度に向けて、制度設計と安全規制の議論を加速させています。

また、地域産業化の視点も重要です。核融合発電所を建設する地域の理解と協力を得るため、経済効果や雇用創出、安全性の説明が求められます。社会実装には技術だけでなく、社会的受容性の確保が不可欠です。

まとめ

日本政府の核融合研究施設の民間開放は、2030年代の発電実証という野心的な目標に向けた重要な一歩です。QST、核融合科学研究所、大阪大学の3拠点を官民共用施設として整備することで、スタートアップや大学研究者が最先端の研究に参加しやすくなります。

CO2を排出せず、燃料がほぼ無尽蔵で、高い安全性を持つ核融合発電は、カーボンニュートラル実現の切り札となる可能性を秘めています。技術的課題は多いものの、オールジャパン体制での取り組みと、具体的な時間軸を示した国家戦略によって、実用化への道筋が見えてきました。

今後は技術開発の進捗と並行して、制度設計や安全規制、社会的受容性の確保が鍵となります。日本が世界に先駆けて核融合発電を実現できれば、エネルギー安全保障の強化だけでなく、新たな産業創出と経済成長の原動力となるでしょう。

参考資料:

関連記事

最新ニュース