エネルギー
NuScale（SMR）スポットライト：標準化されたシリアル構築型原子炉
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大型から小型モジュラー原子炉へ
Nuclear power plants tend to be massive projects. Output is in the gigawatts, investments are required in the tens of billions, and construction times are in years if not decades. This causes a few problems:
- プロジェクト開始から最初の電力供給までの時間が非常に長いため、政府資金から資金を確保することが困難です。
- 小規模な国や遠隔地域には適さず、原子力発電所に合わせて電力網全体をある程度適応させる必要があります。
- 何かが問題を起こすと、局所的な事故ではなく大陸規模の災害になる可能性があります。
- 各巨大プロジェクトはカスタム実験的設計であり、業界が生産プロセスの標準化を進めることを妨げています。
全体として、従来の原子力アプローチはコストが高すぎることとリスクが高すぎるという2つの弱点を抱えていると言えます。
これらの課題の一部は、第4世代原子力発電所th 新しく安全な設計を使用によって解決できる可能性があります。しかし、SMR（小型モジュラー原子炉）と呼ばれる別のアプローチは、原子分裂による電力生成の新しい方法を模索し、両方の問題を同時に解決しようとしています。
出典: IAEA
原子力への需要は現在急増しており、エネルギーを大量に消費するenergy-hungry AI data centersと、再生可能エネルギーの間欠的な供給がバッテリーシステムの大規模導入まで解決できないという認識が混在しています。
SMRを使用する理由
SMRの中心的な考え方は、白象のような巨大でカスタムなプロジェクトではなく、航空機や船舶のように原子炉を製造すべきだということです:
- 標準化されたテンプレートにより、同一設計を何度も再利用でき、研究開発費を分散させることができます。
- これにより、予備部品の互換性が確保され、時間とともにトレーニングコストも削減されます。
- 専用工場でシリーズ生産・組み立てを行うことで、経験が蓄積され、規模の経済が実現します。
- 工場から必要な現場へ搬送されます。
理論的には、これにより急激な規模の経済が実現し、追加で製造される各原子炉は以前の熟練労働、機械、標準的な設定などを再利用します。例えば、SMR原子炉の建設期間は通常の5〜10年ではなく、約3年で完了すると見込まれます（最悪の場合、15-20 years in the worst cases, like the Vogtle plant in Georgia）。
もう一つの要因は、サイズが小さい原子炉は単位あたりのエネルギー産出が少ないことです。これにより、チェルノブイリのような大規模なチェーンリアクションが起こる可能性は本質的に低くなります。
第4世代原子力技術の改善と組み合わせることで、SMRは従来の設計に比べて数桁安全性が向上します。
最後に、SMRは複数のサブユニットで構成されているため、毎回完全な再設計を行うことなく、最終的な出力を柔軟に調整できます。
出力が低いことは、産業サイトや軍事基地などの現場でのエネルギー供給といった新たな用途を可能にし、再生可能エネルギーだけではほぼ不可能な運用の脱炭素化に貢献できます。
「SMRにより、私たちは顧客の全スペクトルを開くことができました。」
Rolls Royce CEO
最後のボーナスとして、SMRはサイズが小さいため、廃止された石炭火力発電所などの「通常」の化石燃料発電所の敷地に設置でき、既存の電力網インフラを再利用し、プロジェクトの土地需要も削減できます。少なくとも、NuScaleが7年にわたる厳しい審査を経て取得した原子力規制委員会（NRC）の緊急計画ゾーンの承認が得られれば可能です。
出典: NuScale
NuScale
SMR 価格チャート
NuScaleの競争上の位置付け
NuScaleは、西側諸国でSMRを大量生産しようとする競争の先頭に立つ企業の一つで、ロシアと中国の国営企業が先行しています。
特筆すべきは、NuScaleが米国原子力規制委員会（NRC）に認証された唯一のSMR技術であることです。
2007年に設立された同社は、原子力エネルギーが永続的な衰退の軌道にあると見られた時期に、SMRに早期に賭けました（特に2011年の福島事故以降）。これまでに技術と製造プロセスに20億ドルを投資しています。
現在、6基の原子炉が生産中で、同社は最初の商業供給に向けて進んでおり、2030年頃の実現を見込んでいます。
モジュラーだが既知の設計
NuScaleの原子炉VOYGRは、非常に大型のトラックで工場から発電所現場へ輸送できます。各ユニットは77 MWe（メガワット相当）の電力容量を持ち、プラントあたり最大12モジュール（合計924 MWe）まで構成可能です。
出典: NuScale
これらの原子炉は60年以上の寿命が期待されています。
背後にある技術は、実績のある軽水炉（LWR）です。他の設計がトリウムや高圧などを使用するよりも革新性は低いかもしれませんが、これにより規制当局の承認が得やすく、開発プロセスのリスクが低減されました。
また、センサーからウラン燃料集合体、原子炉クレーン、制御システムに至るまで、既存の原子力サプライチェーンを活用しています。
出典: NuScale
これらのSMRは「ウォークアウェイ安全」でもあり、人間の介入がなくても安全が保たれ、保守が行われない場合は自然に冷却されます。
さらに、無制限の「対処期間」を備えており、これは予期せぬ停止が発生した際に、通常運転から不可逆的な損傷が起こるまでの時間を指します。ほとんどの他の軽水炉は数日間の対処期間しかなく、災害時の安全性が本質的に低くなります。
NuScaleの原子炉は、ほとんどの他の設計が抱える一般的な制限である電力網がなくても再始動が可能です。
出典: NuScale
応用
電力網
原子力発電所の最も明白な主な用途は、電力網への電力供給です。エネルギーミックスの脱炭素化が進むにつれて、電力需要も増大しています。これは、現在多くのエネルギー消費がまだ電化されておらず、交通（ガソリン車）や暖房（石油・ガス炉）などが例です。
NuScaleのSMRは廃止された石炭火力発電所の敷地に導入できるため、化石燃料プラントを置き換えるための追加的な電力網インフラ投資がほとんど必要ありません。
AI
データセンターの電力需要は、2023年の全電力消費の3〜4％から2030年には11〜12％に跳ね上がると予測されています。これは米国の住宅の3分の1に相当する電力消費量です。
さらに、これらのデータセンターには数百億ドル規模の資本が投下されており、継続的な稼働が必須です。GW規模の消費を考えると、変動しやすい再生可能エネルギーに依存することはリスクが高くなります。
このため、すべての大手テック企業は、Microsoftが核発電所全体を再稼働し、AIデータセンター向けに全出力をロックする取引を模倣しようと急いでおり、安定した核電力を事前に確保しようとしています。
産業用途
多くの産業プロセスは、超高温の蒸気など非常に高温が必要です。例えば、紙、アンモニア（肥料や爆薬の主要成分）、鉄鋼、プラスチック、さらには海水淡水化（1基の77 MW原子炉で1日あたり7700万ガロン／2億9000万リットルの水を供給可能）などが挙げられます。
出典: NuScale
現在、このような高温プロセス、特に最も高温が必要なものは、圧倒的に化石燃料、特に天然ガスに依存しています。
理論的には、原子力発電所に置き換えることが有利であり、電力生成はすでに原子炉コアで生成される超高温超臨界蒸気の結果です。
しかし、従来の原子力発電所は出力が大きすぎて、製鉄所のような通常の産業施設に容易に統合できませんでした。規制上やスペース上の制約、モジュラー設計の不足も問題でした。
SMRは、単位当たりの出力が低く、規制負担が軽減され、設計が柔軟であるため、これらすべての課題を同時に解消できます。NuScaleの原子炉は、1時間あたり50万ポンドの蒸気を、1,500 psia・500°Cで生成できると期待されています。
水素
水素は化石燃料の代替とみなされており、エネルギー供給方法はまだ議論されています。一方で、再生可能エネルギーはkW当たりのコストが安くなる可能性がありますが、間欠性のため高価な水素生成プラントが長期間稼働しないリスクがあります。
NuScaleの原子炉は、1日あたり50メトリックトンの水素、または燃料電池車38,000台分の消費に相当する水素を生成できるとされています。
Nuscaleのビジネスモデル
小型でモジュラーであっても、原子力発電所プロジェクトは巨額の投資が必要で、エネルギー生成から収益が上がるまでに数年の支出が続きます。そのため、資金調達はエンジニアリングや科学と同様に重要な課題です。
NuScaleはパートナーシップを締結 with the private investment platform ENTRA-1 and the private asset management firm Habboush Group to answer this problem. Both investment firms specialize in energy and infrastructure financing and operation.
これにより、SMR技術を導入したい企業に柔軟な選択肢が提供されます。エネルギーを購入するだけ、プラントを運営する、あるいはプラントを所有・運営する、という形で選べます。
例えば、原子力に経験のある電力会社はプラントを直接所有・運営したいと考えるでしょう。一方、化学プラントは高温蒸気の長期購入契約だけを結ぶことを好むでしょう。
進行中のプロジェクト
技術的・規制上のハードルが後退する中、NuScaleは現在受注を積極的に拡大しています。これまでに3大陸でプロジェクトが進行中で、例として以下があります:
北米
- Standard Power（オハイオ州とペンシルベニア州）で、約「2ギガワットのクリーンで信頼できるエネルギー」を提供。
- The Prodigy Marine Power Station（ケベック州）は、商業規模で水素やアンモニアなどのクリーン燃料を生産するために1〜12基の原子炉を導入しています。
ヨーロッパ
- RoPower Nuclear：ルーマニアの国営原子力発電所運営会社Nuclearelectricaと共同で、462 MWeの炭素フリー電力を供給する6基のVOYGR原子炉を導入するプロジェクト。
- KGHM Polska Miedź（ポーランド）は、既存の火力発電所を石炭から転換するソリューションとしてVOYGR原子炉を導入し、2029年からの展開を目指しています。
- Getka & UNIMOT（ポーランド）も石炭火力発電所の置換を目的としています。
- Energoatom（ウクライナ）は、戦争が終結次第、国内のエネルギー網を再建するためにVOYGRを導入することを目指しています。
アジア
- Indonesia Powerは、Fluor Corporationおよび日本のJGC株式会社と提携し、462メガワット規模の施設を提案しています。
- GS Energy（韓国）は、2028年開始、2030年完了を目指す6基のVOYGR原子炉の注文を計画しており、ウルジンの新しい水素産業コンプレックスに電力を供給します。
NuScaleの財務
同社はルーマニアのRoPowerとの契約などから収益を上げ始め、約20年にわたる「スタートアップモード」後、初めて売上を計上し始めました。
しかし、同社は四半期ごとに約5,000万ドルの純損失を計上しており、これは運営費用を反映しています。したがって、VOYGR原子炉の販売や運営が本格化するまで、資金注入が必要です。
幸い、株価は最近上昇しており、既存株主の持分を過度に希薄化せずに追加資金を調達しやすくなっています。
潜在的な投資家は、発行済株式252.2百万株（2024年12月時点）に加えて、31.4百万株のオプションおよびワラントが存在することも認識すべきです。
出典: NuScale
結論
規制が厳しく技術的に非常に複雑な分野では、先行者利益が大きく得られます。市場に先んじるだけでなく、規制環境や顧客の期待を形作ることさえ可能です。
NuScaleはSMR技術の先駆者であり、業界をリードし続けています。他の原子力技術（トリウム、溶融塩、速い中性子炉、浮体式発電所など）もSMRに統合可能ですが、これらはエンジニアリングや規制面でさらなる複雑性をもたらし、課題となり得ます。
代わりに、Nuscaleは実績のある軽水技術に注力し、規模だけを変えることで、より迅速に市場へ投入でき、最も知られたSMR株となることを目指しています。
したがって、EVやAIといったセグメントで株式市場がブームになった後、次のブームはこれらのセクターに炭素中立電力を供給できるエネルギー生成分野になる可能性があります。
ただし、投資家はエネルギー生成が非常に資本集約的な産業であり、原子力は他のテクノロジー分野よりも進展が遅いため、忍耐と高いボラティリティ耐性が必要であることを忘れてはなりません。
