Helion Energy: OpenAI と Microsoft の AI レースに電力供給

核融合は、長らく待ち望まれていた完璧なエネルギー源になる可能性があります: 炭素排出がなく、燃料供給が無限で、顕著な汚染を生じず、そして非常に強力です。

そして、従来の核分裂を利用した古典的な原子力発電所とは対照的に、核融合は制御不能な連鎖反応やチェルノブイリや福島のような大規模な放射能事故のリスクがゼロです。

核融合は、地球上で太陽のコア内部の条件を再現することで機能します。水素（通常は中性子が1つ余分な同位体である重水素）は巨大な圧力と数千万度、場合によっては数億度の高温にさらされ、ヘリウム原子や他の重い元素に融合します。

軽元素の原子核は重い元素よりも多くのエネルギーを含んでいるため、1原子あたりの放出エネルギーは、最も強力な核分裂反応の10倍以上になります。

出典: Nature

科学者たちは1950年代後半から実験用リアクターで核融合の条件を作り出す研究を続けてきました。しかし、必要とされる極端な条件のため、核融合は商業的に実用化できていません。

核融合を安価なエネルギー源にするための重要な課題は、プラズマを数分、理想的には数時間維持する必要があることです。これにより、これらの温度と条件を作り出すために費やした初期エネルギーが、持続的な融合によって「回収」されます。

したがって、プラズマを生成することは比較的「容易」ですが、プラズマを閉じ込めて安定させることが難しく、通常は絶対零度付近まで冷却された超伝導磁石によって生成される巨大な磁場が必要です。

(核融合の基礎については、当社の専用レポート「Nuclear Fusion – The Ultimate Clean Energy Solution on the Horizon」で詳しく学べます。)

それでも、AI & computing、プラズマ科学、先端材料の進歩により、新しい核融合リアクターデザインはよりコンパクトで、低コストかつエネルギー効率が向上しています。

したがって、学術実験からこの分野は過去10年で急速に進化し、多くの民間企業がレースに参入しています。核融合が商業的に実用化できるほど成熟した技術であると確信しています。

多くの企業は、従来のトカマクやステラレータを超えて、ドーナツ形リアクターで超高温プラズマを安定させる苦労を回避する革新的なオプションを模索しています。

そのうちの一つが Helion Energyで、同社の「パルス磁気圧縮」は、融合をより効率的に生成できるだけでなく、従来の熱抽出→蒸気→電力というプロセスではなく、プラズマから直接エネルギーを取り出す方法も提供します。これにより大きな損失が減少します。

Helion Energy の歴史

Helion Energyは2013年に設立され、2015年に米国エネルギー省の下部組織であるARPA-E（先進エネルギー研究プロジェクト機関）から契約を獲得しました。同機関は先進エネルギー技術の開発支援を担当しています。

2023年、Helionは2028年までにMicrosoftへ核融合エネルギーを供給する約束を締結し、非常にタイトな期限がすべての観測者を驚かせ、核融合技術の商業的実現時期が予想よりもはるかに早まる可能性があるという認識を促しました。

それ以来、同社はさらなる技術的卓越性と核融合の成果を上げ、他のAI企業もエネルギー供給を求めるようになっています（以下参照）。

2025年1月時点で、Helionの評価額は54億ドルで、主要な支援者にはSam Altman（OpenAI）、SoftBank Vision Fund 2、Lightspeed Venture Partners、Peter ThielのMithril Capitalが含まれます。

Helion Energy の技術コンセプト

核ピストン

ほとんどの核融合コンセプトは、長時間持続するプラズマと融合反応の創出を目指しています。理論的にはより生産的ですが、非常にエネルギー消費が大きく、正味エネルギーを生み出すことができませんでした。

代わりに、Helion Energyは磁気慣性融合（MIF）と呼ばれるパルス磁気融合アプローチを採用し、短く高エネルギーのパルスで連続的に電力を生成するよう設計されています。

最も単純化した形では、Helion Energyが使用する技術は、内燃エンジンのピストンに似たハイテクピストンと表現できます。ここでも、燃料の圧縮が点火につながります。

このパルス方式により、リアクターは長時間維持することなく、短時間の連続した瞬間で融合反応を起こすことができます。

その仕組みは、高電圧磁石が軽元素のガスをプラズマリングに変換することです。

このようなリングが2つ作られ、リアクターの反対側で40フィート（約12メートル）離れて配置されます。その後、磁場で驚異的な速度（時速100万マイル以上）で加速されます。プラズマリング同士が衝突する衝撃は、正電荷の原子核同士でありながら融合させるのに十分な力を持ちます。

出典: Helion Energy

衝突したプラズマは、さらに別の強力な磁場による瞬間的なパルスで圧縮されます。これにより、温度は1億度以上（摂氏180,000,000°F）に達し、商業的に実用可能な融合反応に必要とされるレベルが実現します。

要するに、Helion Energyは星を模倣して（熱と圧力で）融合条件を作るのではなく、運動エネルギーと衝突を利用し、古典的な融合リアクターよりも粒子加速器に近い方法で融合を起こそうとしています。短い磁気パルスによる圧縮が、長時間の安定圧縮を作る試みを置き換えています。

直接電力回収

光伏を除くほとんどすべての電力生成技術は、水を加熱して蒸気にしタービンを回すことで熱エネルギーや機械エネルギーを利用可能な電力に変換します。この手法は実績がありますが、初期エネルギーのかなりの部分が失われます。

ほとんどの融合リアクターでも概念は同じで、プラズマの熱と持続的な融合は冷却系統へ導かれ、タービンでエネルギーを回収します。

Helion Energyは、融合反応がリアクターの磁場を外側へ押し出すという事実を利用し、ファラデーの法則に従って、この動きが機械の周囲のコイルに直接電流を誘導します。

この電流は追加の装置やエネルギー変換なしに直接利用でき、生成されたエネルギーをより効率的に活用でき、運用経済性が大幅に向上します。

さらに、これによりリアクターの複雑さと全体サイズが削減されます。巨大な冷却塔や水の取り入れ、複雑な配管、蒸気タービン、超臨界蒸気の封じ込めなどが不要になります。

これにより、Microsoftに約束されたHelion Energyの50MWプロトタイプであるOrionは、最大で30,000〜100,000平方フィート（約2,800〜9,300平方メートル）のフットプリントで、大規模な産業用建物に収まります。これはサッカー場とほぼ同等です。

さらに、エネルギー回収のための追加装置が不要になるため、発電所のコストが削減され、許認可が容易になり、サプライチェーンリスクも低減します。

Helion の最新実績

リアクターの改良

HelionはTrenta、6番目の融合プロトタイプで、重水素‑ヘリウム‑3反応で駆動し、重水素‑重水素反応でも動作させて概念をテストしました。このリアクターは10,000回以上のパルスを実行し、1億度に達し、概念を小規模で実証しました。

その後、はるかに大きく野心的なPolarisリアクターが続き、わずか3年で建設されました。

“私たちの哲学は常に、できるだけ早く構築、テスト、反復、再実行することです。そして、まさに今それを実行しています。”
デビッド・カートリー、Helion共同創業者兼CEO

この19メートル（62フィート）のリアクターはTrentaと同様の反応を行えるだけでなく、重水素‑トリチウム反応も可能です。これによりPolarisは、民間資金で運用された初の重水素‑トリチウム燃料を使用する融合エネルギーマシンとなりました。

これは重要な変化です。Trentaは非常に希少なヘリウム‑3に依存しており、将来的には宇宙で採掘される可能性がありますが、当面は最終的にヘリウム‑3を使用する計画です。

反応は温度の新記録に達し、摂氏150,000,000度（華氏270,000,000°F）を実現しました。Helionは今後のテストでPolarisのプラズマ温度をさらに上げていく予定です。

Polarisは、Orionで使用される直接電力回収アプローチの検証にも利用されています。

“Polarisテストキャンペーンのデータ、記録的な温度と燃料混合からの利得を見ると、強い進展が示されています。グリッド上で融合を実現するためには、設計とテストの迅速なターンアラウンドを可能にするアプローチが必要であり、これらの結果は米国の融合エコシステムの能力向上を示しています。”
ジーン・ポール・アレイン – 米国エネルギー省科学局 融合エネルギー科学担当准部長

同時に、Helionは2025年7月にワシントン州マラガにあるOrion（初の商用機械）の敷地で建設を開始し、Microsoft向けに融合からグリッドへ電力を供給する予定です。

2025年10月に許認可の進捗が報告されました、そしてワシントン州はハウスビル1018号を可決し、融合をクリーンエネルギー源として分類し、従来の核分裂と法的に区別することで、規制プロセスを大幅に簡素化しました。

“ワシントン州は世界で最も先進的な融合エネルギーハブであり、将来的には電力価格を抑え、米国の経済競争力を高めるために必要な大量の電力を提供できる可能性があります。”
ワシントン州上院議員 マリア・カントウェル上院議員

社内製造

Polarisの構築は、社内生産の拡大を図る演習でもあり、Helion Energyは必要な石英管と高電圧コンデンサを自社で製造しました。Orionの建設には2,500個のコンデンサが必要で、生産プロセスには作業員とロボットの両方が使用されます。

これは、Helionが商業的に実用可能な設計を大量生産する計画を立てているため重要です。これはSMR（小型モジュール炉）核分裂発電所の生産計画に似ています。

“迅速に規模を拡大したい、そしてインテリジェントな製造プロセスを構築したいのであれば、装置の動作原理を深く理解したエンジニアが必要です。また、製造上の課題をよく理解した設計エンジニアも必要です。”
ソフィア・ジッジ – Helionの生産ディレクター

2025年末に、同社はエベレット本社近くに「Omega」と名付けられた166,000平方フィート（約15,400平方メートル）のスペースのリースを締結し、そこで何千ものコンデンサを製造する組立ラインを設置します。これによりHelionは研究・知的財産主導のプロジェクトではなく、純粋に発電に特化した企業となります。

“Helionは製造企業です。研究開発企業ではありません。科学実験でもありません。完全に製造企業です。”
ソフィア・ジッジ – Helionの生産ディレクター

したがってHelion Energyにとって、製造能力は将来の成功への賭けであり、Orionを利益化し、すぐに大量生産で融合発電所を拡大することを目指しています。これは他の積極的な融合企業と比べても、同社のタイムラインに対する独自の野心と楽観性を示す最も特筆すべき点です。

“これらの大量生産ラインはOrion機械のためではなく、次の機械のためです。設計容量の50％以下で稼働する工場でもOrionを問題なく生産できます。しかし、私たちは2030年に向けてそれ以上を見据えています。”
ソフィア・ジッジ – Helionの生産ディレクター

Helion Energy の取引

前述の通り、Microsoft (MSFT ) はHelionへの投資を早期に行い、ワシントン州の施設向けに最初の50MWプロトタイプであるOrionを確保しました。建設はすでに進行中です。発電所は“Microsoftデータセンターのすぐ上流”に接続されます。

もう一つの大手パートナーであるOpenAIは、Helion Energyと交渉中です。この取引が成立すれば、OpenAIは2030年までに最大5ギガワットの電力を受け取ることになり、Microsoftとの初期取引の100倍規模です。これはワシントン州と米国最大の水力発電ダムであるGrand Coulee Damと同等の発電容量です。

これは過大な野心に思えるかもしれませんが、2023年のMicrosoftとの取引も同様でした。また、Sam AltmanはHelion Energyの株主でもあるため、同社の実際の供給能力について多くを知っていると考えられます。

“SamはHelionの開発に不可欠な役割を果たし、最も重要なこと、すなわち顧客向けにできるだけ早く融合を展開し、世界のクリーンで豊富なエネルギー需要を完全に満たすことに注力させました。今後もこの新たな立場で彼と協力し続けることを楽しみにしています。”
デビッド・カートリー – Helion CEO

Helion Energy は融合を実現できるか？

Helionは独自の方法で融合を行っており、期待以上に早く成功する可能性と重大なリスクの両方を抱えています。

独自の融合手法に加えて、直接電力生成はかなり大胆な取り組みであり、熱→蒸気→電力への変換が通常低効率であることから、将来の発電所の出力を2〜3倍に増加させる可能性があります。

これによりリアクターの資本集約度が大幅に低減され、OpenAIとの5GW交渉や2030年以降の更なる容量拡大に向けた迅速な生産拡大にとって重要なポイントとなります。

競争力のある資本コストに加えて、Helionの融合発電所は燃料コストがほぼゼロで、運転コストが低く、稼働率が高く、オンデマンドで迅速に変動する電力供給が可能です。これは再生可能エネルギーができず、核分裂さえも達成が難しい点です。

しかし、いくつかの課題がまだ残っています：

• 50MWを生産するには秒間に複数回のパルスが必要で、特に数年から数十年の連続運転を想定すると、部品に機械的・熱的ストレスが蓄積する可能性があります。
• プラズマリングの形状を維持することは極めて難しく、規模拡大時にはさらに困難になる可能性があります。
• ヘリウム‑3は自然界で非常に希少であるため、Helionは自社リアクターで重水素（D‑D融合）を行い、生成されたトリチウムがヘリウムに崩壊することでヘリウムを「育成」する計画です。この方法はまだ大規模で実証されていません。
• リアクターは時間とともに放射線による損傷を受ける可能性があり、運用経済性に影響を与える恐れがあります。
• 核融合の規制枠組みはまだ存在せず、著名なほど遅く慎重なfamously slow and cautious Nuclear Regulatory Commission（NRC）に依存しています。そのため、Helionの生産拡大スケジュールよりも規制が確定するまでに時間がかかる可能性があります。

Orionの立ち上げ期限が非常にタイトであるため、これらの課題が迅速に解決できるかどうかはすぐに明らかになるでしょう。

Helion Energy の成功への投資

Microsoft

AIレースが激化する中、GPUの人材リソースが最も重要な資源とは限らないことが明らかになりました。むしろ、エネルギー供給が、ますます大規模かつ多数になるAIデータセンターの展開・運用における最大かつ解決が難しいボトルネックとなっています。

そのため、Microsoftはデータセンター専用に核分裂発電所の再稼働を早期に開始しました。そして、誰もそのタイムラインを信じなかった中でHelionと取引を結んだのです。

“商業的融合への道はまだ形成中ですが、ワシントン州でのHelionの先駆的な取り組みを支援できることを誇りに思います。これは、持続可能なエネルギーへの投資という当社の広範なコミットメントの一環です。”
メラニー・ナカガワ – Microsoftチーフサステナビリティオフィサー

これは、エネルギー不足に制約された他のハイパースケーラーに対し、Microsoftに決定的な優位性をもたらす可能性があります。

もちろん、OpenAIにも同様に言えますが、HelionとOpenAIはまだ非公開企業であるため、Microsoftがこのエネルギー革命へのエクスポージャーを得る主要な手段となります。

潜在的に融合エネルギーで動くAIデータセンターに加えて、Microsoftは従来の核エネルギー、SMR、その他の技術にも賭けており、ソフトウェアやモデル開発に加えてAIで決定的な優位性を得ようとしています。

同社は量子コンピューティングのリーダーであり、クラウドコンピューティング、ビデオゲーム、B2Bデジタルサービスの主要プロバイダーでもあります。これらのMicrosoftのセグメントの詳細は、当社の投資レポートでご覧いただけます。

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