ハイパーループ：高速鉄道の未来が形になる

鉄道の重要性

現代は内燃機関、航空機、そして近年では電動モーターが支配していると考えがちですが、産業時代は別の技術、すなわち鉄道に支えられて築かれました。

低コストで内陸へ貨物を輸送する手段を提供したことで、鉄道と列車は生産性を大幅に向上させました。

現在でも、すべての産業経済は沿岸部（海上貿易が支える）以外の製造業を支えるために列車に依存しています。列車は鉱石、鋼材、車両などの原材料や大量産業製品の輸送に特に重要です。

場合によっては、モーリタニアのサハラ砂漠中央にある鉄鉱山センターを結ぶ704キロメートル（437マイル）の鉄道路線のように極端な形態を取ります。この路線では全長3キロメートルの列車が200〜300両の貨車を牽引し、一度に25,000トン以上の資材を輸送します。

出典: CNN

列車の大きな利点は、陸上で運行する輸送手段の中で圧倒的にエネルギー効率が高いことです。そのため、何百万トンもの貨物を輸送する際に最適な選択肢とされています。

出典: Boring Company – 2013 Hyperloop White Paper

産業にとっては依然として重要ですが、多くの国では個人の移動手段として列車は二の次になっています。列車は飛行機より遅く、車や高速道路ほど柔軟ではありません。そのため、地下鉄や一部の通勤列車を除き、列車は都市間の人員輸送手段として認識されにくいのです。

既存の従来型の人の輸送手段は、鉄道、道路、海路、航空の4つの独自タイプから構成されています。

これらの輸送手段は、比較的遅い（例：道路・海路）、高価（例：航空）、あるいは遅くて高価の組み合わせ（すなわち鉄道）という特徴があります。

Elon Musk

もちろん、地域によっては差があります。ヨーロッパはある程度、特に中国は高速鉄道ネットワークに巨額の投資を行っています。

出典: Reddit

しかし、現在の高速列車技術では、航空機に比べて約3倍遅くなるため、利用が見込めるのは交通量が多い地域や比較的短距離、そして移動時間を多く費やすことを厭わない乗客に限られます。

A complete rethinking of trains & railroads could change that, first proposed in its current form by Elon Musk in a white paper published in 2013, giving it its current moniker of “Hyperloop”.

ハイパーループ以外の列車技術や将来の潜在技術については、前回の記事「マグレブ、ハイパーループ、そして列車の未来」で詳しく読むことができます。Maglev, Hyperloop, And The Future Of Trains.

超高速の課題

低速から200〜300km/h（125〜185mph）まででは、列車の主な課題は安全かつ快適にレール上を走行し続けることです。この問題は過去世紀で解決され、現在では高度な製造・保守が必要な高速列車でも十分に理解された技術となっています。

When going at a higher speed, a few other issues start to cause problems.

レール摩擦とマグレブによる解決策

最初の課題はレールとの摩擦です。これは「通常」の高速列車でも問題となっています。解決策は、列車がレールに直接接触せず、上方に浮上することです。

これはマグレブ（磁気浮上）技術の原理で、連続した磁石が列車を持ち上げ前進させます。

出典: Department Of Energy

しかし、超伝導磁石が必要で、極低温で冷却しなければならないため、課題が伴います。

It makes it expensive, but it is feasible. There are several commercial maglev lines in operation today, including Shanghai, Beijing S1, and Changsha in China, and Linimo in Japan. South Korea’s Incheon Airport maglev has been closed since 2023.

超高速における空気抵抗の壁

第2の課題は空気抵抗です。速度が上がるにつれて指数関数的に増大し、高速列車やマグレブはできるだけ空力的に最適な形状を採用せざるを得ません。

空気抵抗が引き起こす別の問題は、列車が時速1,000km（620mph）に達した場合、ソニックブームが発生し、周囲の人々や建物、さらには鉄道インフラ自体にとって極めて望ましくないことです。

そのため、高速マグレブ技術の上限は約600km/h（372mph）と考えられており、これは中国の最新マグレブ設計の目標でもあります。

結局のところ、空力的な形状改善は有効でも、空気抵抗は従来の鉄道輸送速度を永遠に制限します。

このため、ハイパーループ概念の核心は、空気抵抗に対してマグレブがレール摩擦に対して行ったように、問題自体を除去することです。

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ハイパーループの初期概念

ハイパーループの構想は、マグレブ列車を真空チューブ内に配置し、空気をほぼ完全に除去することです。

これにより空気抵抗が完全に除去され、時速1,000kmが可能になります。この速度でロサンゼルスからサンフランシスコまでわずか30分で移動できるでしょう。

Even higher travel is theoretically possible with Hyperloop-like designs, with speed as high as 4,000 km/h discussed (2,500 mph).

主な利点

ハイパーループの最大の論点は、速度は同等でも、飛行機よりも列車のように乗車・利用される可能性が高いことです。

これにより、荷物制限が大幅に緩和され、空港の煩雑な保安検査や搭乗手続きに要する時間（特に短距離・中距離フライトで旅行時間と同等になることが多い）が削減されます。

したがって、ハイパーループがすぐにパリ―北京間のフライトと競合することはありませんが、短距離でははるかに速い移動手段を提供できるでしょう。

さらに、ハイパーループ駅を市中心部に近く建設できる可能性が効果を高めます。ハイパーループの列車／カプセルは時速1,000kmで走行できるだけでなく、低速でも運行できるため、遠方の空港から都市中心部への通勤が不要になり、総旅行時間がさらに短縮されます。

安全性も別の論点です。ハイパーループの安全管理はまだ検証段階ですが、航空旅行よりはるかに安全になる可能性があります。

最後に、インフラコストは航空旅行よりも低い運用コストで相殺できるかもしれません。地域電力網や太陽エネルギーの利用も炭素排出を削減し、炭素税が導入された将来において総運賃に重要な影響を与える可能性があります。

出典: Visionas

技術的制限

真空工学の課題

ハイパーループの概念は原理的にはシンプルですが、実際に実装するのはかなり複雑です。多岐にわたるエンジニアリングが必要で、最終的に使用する材料や設計についての課題があります。

The largest issue is the creation and handling of the required air vacuum. The initial white paper envisioned 0.015 psi (100 Pa), which is about 1/6 of the pressure on Mars or 1/1000 of the pressure on Earth.

産業用真空ポンプの効率は圧力が下がるほど指数関数的に低下するため、チューブ圧力をさらに下げても、ポンピングの複雑さが増すことで相殺されます。

Such levels of vacuum would need to be handled safely as well, as uncontrolled re-pressurization could cause a catastrophic accident.

Proper airlocks and docking systems for connection to a normally pressurized train station will also be needed.

エネルギー供給

The low-pressure environment will require a constant supply of energy. The initial design imagines a series of solar panels accompanying the Hyperloop tube, which, combined with batteries, would provide its energy and make it “self-powering”.

全体として、これらの速度に対する代替手段である航空機と比較すれば、エネルギー消費は大きな問題ではないはずです。

However, this could reduce the economic case for Hyperloop, and it is likely that the high energy consumption of keeping magnets superconductive and the tube in a vacuum will make this mode of transport a lot more expensive than normal train lines, even without taking into account the cost of infrastructure.

近真空環境における材料課題

Another problem caused by vacuum is that a lot of materials start to behave differently at very low air pressure.

特に、コンクリート中の従来の鉄筋は近真空状態で歪んだり割れたりし、標準的なコンクリートは内部圧力がゼロに近づくと崩壊する可能性があります。

Most likely, new materials will be needed, with some already being tested (see below).

振動と乗り心地の問題

Another potential failure point the initial tests of Hyperloop revealed is the appearance of strong vibrations past the 600km/h mark.

If not dealt with, these vibrations would render the passenger experience physically intolerable, even unbearable, and would also likely damage the Hyperloop components in regular use.

乗客の安全と緊急時プロトコル

When moving at such speed, a major concern is, of course, safety. Any crash at full speed would be instantly fatal for all passengers, and likely for people around the crash site as well.

そのため、ハイパーループは地下に建設するか、交通事故や交差点などから遮蔽できるほど高所に建設せざるを得ないでしょう。

また、軌道はほぼ完全に直線で水平でなければならず、これらの速度での曲線走行は極めて困難です。したがって、山岳地帯での実装は制限される可能性があります。

同様に、地震やその他の自然災害は、走行中のハイパーループ車両が迅速に電源を落とすために、事前に検知される必要があります。

もう一つの懸念は、搭乗中の緊急事態への対処です。おそらく航空機と同様に、最寄り駅への迅速な移動が必要となり、必要な医療支援を提供できるでしょう。

If a vehicle ends up somehow stranded or stuck midway, a quick re-pressurization system and regular evacuation point for passengers will also have to be incorporated in the track design.

初期試験

The idea immediately gathered a cult following, thanks to Elon Musk’s popularity, and was under development by Hyperloop One, formerly Virgin Hyperloop. However, this company closed definitively in 2023, after running out of money.

This setback has led many to prematurely claim the death of the concept, calling it (pun intended) a pipe dream. This was premature, as other hyperloop-like initiatives are moving ahead.

ヨーロッパ＆米国

One active Hyperloop company is the Dutch Hardt Hyperloop, which announced that it had successfully tested its Hyperloop vehicle in 2024年9月. This is only proof of the vehicle moving and vacuum being maintained, but it is a first step. It was followed by a successful line switching test in 2024年12月.

The Italian HyperloopTT unveiled prototype capsules in 2023 and signed a joint venture with Italian aerospace industry giant Leonardo and WeBuild (Italy’s largest engineering contractor) for a Venice-Mestre and Padua “Hyper Transfer”. This test line would put Italy and HyperloopTT ahead of most of its competitors globally.

Overall, the company is more focused on freight transport, with a recent feasibility study for a 549 km (341 miles) route connecting the Brazilian Port of Santos to São Paulo, extending through major cities like Campinas and São José do Rio Preto.

The two-way system would transport 5,600 TEUs per day at 600 km/h (370 mph), reducing transit times from hours or days to mere minutes.

Another somewhat active company on this topic in Western countries is Musk’s Boring Company, with its last hyperloop test in 2022. Still, for the moment, the company seems more focused on simpler “loops” transporting cars at high speed between given destinations.

“The Loop is a stepping stone toward Hyperloop. The Loop is for transport within a city.

Hyperloop is for transport between cities, and that would go much faster than 150 mph.”

Elon Musk

インド

TuTr Hyperloop, a startup at the Indian Institute of Technology Madras, is working on its own Hyperloop design to connect Jawaharlal Nehru Port Trust (JNPT) in Navi Mumbai with the proposed Vadhavan Port in Palghar district.

The very ambitious project would put India ahead in high-speed rail, a field where the country has so far heavily lagged behind, with previous efforts widely considered as having failed.

中国

It is in high-speed train-enthusiast China where Hyperloop is making the most progress recently.

In 2024年8月, a maglev train recently completed a test at a 2-kilometer-long (1.2-mile) pipeline with a low-vacuum environment in Shanxi province, performed by China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC).

Renamed T-Flight, Hyperloop is currently achieving 387 mph, with plans to reach the hoped-for 621 mph.

出典: South China Morning Post

In mid-2025, several news outlets revealed that Chinese engineers are also quickly fixing the technical issue with the initial design concepts.

One such fix is the use of an AI-guided suspension system and laser-guided sensors that counter the worst of these vibrations. Even minor flaws in the track, such as uneven coils or bridge deformations, can lead to severe turbulence inside maglev pods.

Scientists at the CASIC said that their suspension system reduced vertical vibrations by 45.6 percent and achieved comfort scores below the Sperling Index threshold of 2.5, a scale for assessing ride comfort and quality in rail vehicles.

Another fix is changing the material used for the vacuum tube. A China Railway Engineering Consulting Group (CREC) team developed a steel-concrete tube design sealed with epoxy-coated rebar and corrugated steel expansion joints.

This novel combination merges steel’s tensile strength and concrete’s compressive durability, ensuring the tubes remain airtight under harsh conditions ranging from sub-zero winters to 45 °C (113 °F) summers.

The inside of the tube uses low-carbon steel grids that reduce the eddy currents (circulating loops of electric current) plaguing existing maglev designs, particularly when speeds surpassed 1,000 km/h.

To counter the effect of the vacuum, they also used basalt-fiber concretes and glass-fiber reinforcements, and pre-vacuum curing.

Best of all, the prefabricated tube segments are expected to offer up to 60% lower costs than traditional all-steel piping, allowing for easier scalability.

Still, issues like thermal expansion over long distances and swift, reliable emergency response design remain under examination.

ハイパーループの未来

経済的実現性

Considering how uncertain the final design of the Hyperloop systems is, as well as the actual performance and maintenance requirements, it is hard to determine its potential economic viability. A few elements can already be discussed:

• ハイパーループシステムは、いくつかの重要な要件を満たす路線に設置される必要があります：
  • 途中で多くの停車駅がなく、点対点の輸送。
  • 高い交通量で、建設される高価なインフラの最大利用を確保。
  • 駅間が高度と全体的な方向で比較的直線的であること。

In addition, Hyperloop tracks will not be compatible with other existing railroads, requiring the Hyperloop stations to be near important enough points of interest (downtown, airports, harbors, etc.) or nearby other high-speed railroad stations.

These constraints and the advanced technology required, combined with infrastructure even more complex than a regular high-speed train, might put a limit on which routes will be profitable.

Most likely, only city-to-city traffic that is currently served by airlines at a large scale will justify Hyperloops.

Paradoxically, the more expensive and complex Hyperloop might have more promising economic prospects than simpler maglev lines, which fall in an awkward position of being too slow to compete with airplanes over long routes, but too expensive to compete with traditional high-speed rail as well, an issue that has so far severely limited their deployment.

As an electric-powered system, Hyperloop costs will also be tied to electricity prices. It would be easier to decarbonize than air travel, potentially giving it a discount in the face of carbon taxes.

潜在的なハイパーループ設置場所

Due to the economic requirement of having to replace not car and train traffic, but more expensive plane travel, Hyperloop is likely to be first implemented in areas that are both easy to build and densely populated, or at least between large urban centers somewhat close to each other. Among the potential regions matching these criteria can be mentioned:

• 米国の西海岸と東海岸。
• 北西ヨーロッパ平野（フランス／オランダからポーランドまで）
• ロシア西部、特にサンクトペテルブルク‑モスクワ‑カザン軸。
• 中国の東海岸。
• インドの主要人口中心部。
• 中東、特にクウェート‑カタール‑UAE‑ドバイ路線。
• ブラジルの海岸線。

One day, the Hyperloop concept might even be deployed on the Moon. Paradoxically, space would be an easier place to build Hyperloops than on Earth, especially in airless places like the Moon, where a vacuum does not need to be created in the first place but exists naturally.

This is definitely not an immediate possibility, but it could be part of the very long-term Chinese plans for industrializing Earth’s satellite, together with the redesign of Hyperloop into mass drivers.

ハイパーループを支援できる技術は？

Of course, more research, prototyping, and investment will be the key to ever seeing a Hyperloop system running in real life.

Independent progress in related technologies could also make Hyperloop a lot more viable.

One possibility is better superconducting materials, especially high-temperature (or ideally room temperature) superconductors. By reducing the complexity of the superconducting magnet systems, they would make maglev a lot cheaper, easier to maintain, and less energy-intensive to operate.

Better tunneling technology would also help, as Hyperloop will either be entirely buried or require even more tunnels than traditional high-speed rail, due to its inability to turn at any sharp angle.

As illustrated by the use of AI to reduce vibration, artificial intelligence could also contribute significantly in many ways: developing better materials, self-driving trains, predictive maintenance, connectivity, automated train control & digital signaling, and real-time updates.

鉄道関連技術への投資

Despite gathering a lot less attention than aerospace or EVs, high-speed trains, maglev, and maybe in the future, Hyperloop, are at the forefront of revolutionizing mankind’s means of transportation and the economy.

China has been leading the way so far, but the rest of the world is taking note and looking to massively expand its railroad capacity as well.

If you are not interested in picking train-related companies, you can also look into ETFs like SmartETFs Smart Transportation & Technology ETF (MOTO), iShares US Transportation ETF (IYT), or SPDR S&P Transportation ETF (XTN), which will provide more diversified exposure to capitalize on the strategically vital transportation and railroad industry.

結論

Hyperloopは2013年にイーロン・マスクが構想を提唱して以来、激しく議論され、いくつかの失敗を経験してきました。

概念の死は何度も宣言されましたが、時期尚早だったようです。実際、より本格的な取り組みは現在進行中で、最大の技術的制約も徐々に解決されています。

This leaves the open question of the economic viability of Hyperloops, something that is yet to be seen with real use cases. But considering it would directly compete with airports and airlines, it might have a more promising future than at first glance, when it could be misunderstood as just “a fast train”.

超伝導ソリューションのリーダー

AMSCは電力網、船舶、風力エネルギー向けのエネルギーソリューションを提供する企業です。一般に、消費電力が大きいまたは規模が大きいシステムほど、過熱を防ぐために超伝導技術が必要となります。

名前に反して、AMSCは超伝導システムだけでなく、例えば風力タービン用のギア駆動系なども提供しており、国内のマグレブ部品の重要なパートナーとなり得ます。

同社は、電化・デジタル化（AIデータセンターを含む）のトレンド、米国製造拠点のリショアリング、そして英語圏海軍の地政学的リスク増大への対応としての近代化需要など、複数の成長要因に乗っています。

出典: American Superconductor Corporation [securities_stock_price_tag symbol="AMSC" exchange="NASDAQ"]

電力供給部門では、AMSCは受注が着実に増加しています。これは、半導体工場が電力網の変動から保護され、再生可能エネルギーの不安定さに対応し、産業サイトでの電源・制御が求められることが要因です。

風力タービン部門では、AMSCは主に電気制御システム（ECS）で活動しています。かつて2MW風力タービンで同社の強みだったECSは徐々に縮小しましたが、新しい3MWタービン設計とインド市場への特化により回復を目指しています。

出典: American Superconductor Corporation

軍用船向けには、AMSCは「高温超伝導磁気機雷対策」システムを提供しており、船舶の磁気シグネチャを変えて機雷から保護します。これまでに米国、カナダ、英国海軍へ7,500万ドル相当の受注があります。

全体として、AMSCは現在実用化可能なニッチな応用分野で超伝導技術を活用し、将来的な更なる技術展開にも備えています。投資家は同社株が過去に極端なボラティリティを示したことを留意し、リスクを適切に評価すべきです。

輸送への投資

Siemens Aktiengesellschaft (SIE.DE)

Siemensは産業分野で強力な企業で、エレクトロニクス、重工業、インフラ、モビリティ、ヘルスケアに事業を展開しています。

出典: Siemens

同社のIoT活動は、オートメーション（デジタル産業全体の62％）やスマートインフラなど、複数のセグメントに広がっています。

ヘルスケア部門は画像診断、分析、ロボティクスに重点を置き、モビリティ部門は主に列車と鉄道インフラに関わっています。

同社は、世界的な人口減少と「グローカリゼーション」（産業拠点の最終市場への近接化）から自動化に大きな機会を見出しています。また、電力網に再生可能エネルギーが増えることで、変動が大きい電源を処理できる「スマートグリッド」の需要も高まっています。

同社が活動するニッチ領域では、工場自動化、鉄道自動化、電力網自動化、垂直型産業ソフトウェア（サイバーセキュリティ専門家1,300名を含む）でトップの競争力を誇ります。

出典: Siemens

シーメンス株は、電化、リショアリング、IoT、自動化、鉄道、そして産業プロセス全体の技術水準向上から恩恵を受ける位置にあります。

鉄道機器製造のリーダーとして、同社はこの分野への投資から直接的に、また産業再編のトレンドから間接的に利益を得るでしょう。

幅広い技術力により、シーメンスはスマート鉄道の構築の最前線に立ち、他の高度にデジタル化された産業で培った自動化とIoTの経験を活かすことができます。