Proxima Fusionのブレークスルーが商業用核融合を近づける

エネルギーセクターの脱炭素化は、気候変動という課題に対処するために重要です。人工知能（AI）などの新技術の台頭により、エネルギー消費が増大しているため、炭素フリーエネルギー源の必要性はさらに高まっています。

クリーンな電力に加えて、炭素フリーの熱供給、海水淡水化、そして大気からの直接炭素回収に対するエネルギー需要も増加しています。

太陽光、風力、地熱といった再生可能エネルギーが注目を集めている一方で、信頼性が高く、容量が大きく、安定性を備え、かつ比較的低い炭素フットプリントを持つ、さらに強力な選択肢があります。

その強力な炭素フリーエネルギー源は核融合発電所であり、世界の将来のクリーンエネルギー需要の大部分を供給することを目指しています。

核融合電力は脱炭素化を加速させる方法です

核融合は有害な大気排出がないため、最も環境に優しいエネルギー源の一つです。これは、核融合が温室効果ガス（GHG）排出や、ひいては地球温暖化に寄与しないことを意味します。

同時に、推定では核融合エネルギーの価格は技術開発の比較的早い段階でも競争力があると示唆されています。研究では、将来の核融合発電所の容量コストを1〜10ドル/ワットの範囲で外挿し、核融合エネルギーのコストは20〜100ドル/MWhになると見積もられています。

核融合プロセスは、2つの軽元素を結合させてより重い原子核を形成し、膨大なエネルギーを放出します。この反応はプラズマと呼ばれる物質状態で起こり、正イオンと自由に動く電子からなる高温の帯電ガスで、独特の特性を持ちます。

これは、重い元素が断片に分裂する核分裂とは異なります。燃料として、核融合は水素やリチウムなど、豊富で入手しやすい資源を利用します。

現在、核融合炉は核融合を利用して電力を生成する装置です。ITERトカマクは世界最大かつ最も強力な核融合炉です。

ITERは中国、欧州連合、インド、日本、韓国、ロシア、米国が参加する国際的な核融合研究・工学プロジェクトで、太陽や星と同様の核融合プロセスでエネルギーを創出することを目指しています。

この核融合を地球上で産業規模に再現すれば、実質的に無限のクリーンで安全、かつ手頃なエネルギーを提供できます。そのため、再現とエネルギー利用に向けた継続的な取り組みが行われています。

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商業的に実用可能な核融合電力の紹介

科学者が核融合理論を初めて理解してから数十年が経ちました。その間、大規模プロジェクトは磁場閉じ込め方式を用いた核融合発電所へのギャップを埋めるべく取り組んできました。

これには、英国のSTEP球状トカマクプログラム、米国のSPARCトカマク、中国のCFETR、そしてトカマクのITERが含まれます。

トカマクは核融合発電所への最も有望な道と見なされてきましたが、プラズマの乱れに対し脆弱であるため課題があります。これは商業的に実用可能な運転にとって大きな障壁です。そのため、予測と緩和手法によってこの問題を解決しようとする研究が進められています。しかし、これまでに発電所の実現可能性を示す実験的デモはありませんでした。

ドイツのスタートアップProxima Fusionによる研究論文は、低速粒子損失を特徴とする初の準等方的（QI）ステラレータを示しています。核融合エネルギーリアクターデザインは、商業的に実用可能な核融合電力への最速ルートを提供すると考えられています。

Stellarisと名付けられたこの装置は、「連続運転モードで動作し、根本的に安定するよう設計されている」とProximaの共同創業者兼CEOフランチェスコ・シオルティーノは述べています。「他の核融合発電所デザインでこれが実証された例はまだありません。」

ステラレータはエネルギー閉じ込め特性がトカマクと類似していますが、設計上、電流駆動によるプラズマ乱れを回避します。プラズマ内にトロイダル電流が無いこれらのステラレータは定常運転が可能です。これは、熱的・機械的部品の疲労を根本的に低減し、高価なプラズマ電流駆動システムの必要性を排除することを意味します。

したがって、ステラレータはトカマクに比べて、より安定しており、運転に必要な電力が少ないなど複数の利点があります。また、ステラレータにはGreenwald型密度限界が存在しないため、はるかに高い密度で運転でき、燃料密度と核融合出力の有利なスケーリングから利益を得られます。

現在、QIステラレータは自己誘導電流が本質的に低減されているため、リアクターへの応用で特に有望です。調査されたステラレータの中で、モジュラー型・低せん断のQIステラレータが最も高い技術成熟度を持ち、世界最大のステラレータであるWendelstein 7‑Xで検証されています。これは、ドイツ連邦政府と欧州連合からの13億ユーロ超の資金提供の産物です。

W7‑Xは10年前に稼働を開始しましたが、完全な設計仕様に到達したのは数年前です。現在、W7‑Xの実験は古典輸送の低減に成功し、プラズマにおける熱輸送の主要因が乱流となるレベルに達しています。

これは、最適化されたステラレータがトカマクと同様の古典輸送レベルを実現できることを意味します。その結果、最適化されたステラレータはトカマクと同じ物理的制約を根本的に受けつつ、ステラレータ特有の重要な安定性を維持します。

しかし、Wendelstein 7‑Xは研究目的で開発され、ドイツのマックスプランクプラズマ物理研究所（IPP）に所在している一方で、Stellarisは将来的に電力網に電力を供給できる可能性があります。

「IPPはステラレータ最適化の先駆者です。近年、我々は前例のない性能をもたらすと予測される物理特性を持つステラレータを設計できるようになりました。にもかかわらず、多くの技術的・工学的課題が残っており、これらの問題はProxima FusionがIPPと協力し、この画期的な研究で勇敢に取り組んできました」と、マックスプランクIPPのステラレータ理論部門長であるPer Helander教授（Prof. Dr）が述べました。「これは核融合発電所への道において重要かつ必要な作業であり、我々はこの協力を通じて加速させたいと考えています。」

この設計はProximaの最初のデモンストレーターで具現化され、6年以内に完成する見込みです。デモステラレータAlphaは、定常状態で正味エネルギー産出を示す初の核融合装置となります。

これは、同社の初の1GW核融合リアクターの基盤を築くもので、2030年代のいつかに稼働させることを目指しています。

AIを活用して最大の課題に取り組む

マックスプランクプラズマ物理研究所からスピンオフしたミュンヘン拠点のProximaは、昨夏に2,000万ユーロの資金調達を行い、QIステラレータと高温超伝導体を基盤とした第1世代核融合発電所を構築し、核融合を実用的なビジネスに転換しようとしています。

先行かつ超過応募のシードラウンドは、スイスのベンチャーキャピタルRedalpineが主導し、ドイツ政府支援のDeepTech & Climate Fonds、バイエルン州政府支援のBayern Kapital、そしてマックスプランク財団が参加しました。

既存投資家であるTomorrow Fund、Wilbe、High‑Tech Gründerfonds、UVC Partners、Pluralも、プレシード投資をさらに拡大しました。

先に述べたように、Proxima Fusionの焦点はQIステラレータであり、安全で炭素フリー、実質的に無限のエネルギー源として期待されています。ステラレータはドーナツ形状の磁石リングで、これらの磁石は正確に配置されプラズマを閉じ込めることができます。

当時、同社はステラレータ最適化の成果が核融合分野を変革し、エンジニアリングとシミュレーションに焦点を当て、先進的なコンピューティングを活用するアプローチで課題に取り組むことを可能にしたと指摘しました。

計算能力の向上により、Proxima Fusionはステラレータの最大課題である設計・製造の複雑性に取り組むことができています。この複雑性こそが、1960年代に科学者がトカマクを選択した理由でした。

しかし、現在AIスパコンが、Google、SpaceX (SPCX ) 、Tesla (TSLA ) 、MIT、McLaren Formula‑1出身のエンジニアで構成されるProximaチームの核融合リアクターデザイン構築を支援しています。

AIは、コスト、効率、材料入手可能性といった主要パラメータに基づき、最適な核融合リアクターデザインを迅速に反復させることを可能にします。これにより複数のプロトタイプを作る必要がなくなり、Proximaはすぐに機能するデモンストレーターの構築を開始できます。Sciortinoによれば：

「複雑なジオメトリとその結果の理解がステラレータにおいて全てです。AIはProximaがよりシンプルで迅速、かつ低コストなデザインにつながるパターンを発見するのを支援しています。」

ここでのStellarisは、他のすべてのステラレータよりも単位体積あたりの出力が高くなるよう設計されています。そのために高温超伝導（HTS）磁石が使用され、より強力な磁場が生成されます。これによりサイズ縮小が可能になるだけでなく、より効率的でコスト効果が高く、構築が速いリアクターが実現します。

同社は既存の材料のみを使用しており、これによりリアクターは利用可能なサプライチェーンで構築可能です。

「初めて、QI‑HTSステラレータに基づく核融合発電所が実現可能であることを示しています。Stellarisデザインは、物理と工学の分析を一つの統合デザインにまとめ、前例のない広範囲を網羅しています。核融合エネルギーを実現するためには、完全なエンジニアリング設計に進み、支援技術の開発を継続する必要があります。」

– Dr. Jorrit Lion、Proxima Fusion共同創業者兼チーフサイエンティスト

これらすべての結果を踏まえ、PluralのパートナーであるIan Hogarthは、ProximaがStellarisのポジショニングで目指したことを証明したと述べました：

「QI‑HTSステラレータは、商業核融合への世界的競争における主導技術である。」

同社は2027年にStellarator Model Coil（SMC）デモ磁石を計画しており、リアクターで使用されるコイルの技術をテスト・検証し、複雑な磁気コイルシステムでHTS材料を使用する実現性を証明します。これにより、”Alpha”のようなフルスケールステラレータ装置を構築する前にHTS技術のリスクが完全に除去されます。Alphaは正味核融合エネルギー産出を達成する見込みです。

「世界的なエネルギー需要の増加と欧州のエネルギー安全保障の高まりを受け、核融合による無限のクリーンエネルギーの解放はかつてないほど緊急です。Proximaはヨーロッパを核融合駆動の未来へ導くことにコミットしています。」

– Sciortino

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大手テック企業による核エネルギーへの大規模な取り組み

興味深いことに、単なる小規模な民間企業だけでなく、大手の公共組織もこの分野で進展を遂げています。彼らは核融合発電所に投資していますが、主に注目しているのは小型モジュラー炉（SMR）であり、これは核融合発電所ではなく核分裂炉の一種です。これらのSMRは建設期間が短く、導入が迅速であるだけでなく、AI熱狂に駆られた大規模核炉よりも効率的です。

将来的に経済成長の主要な原動力と見なされているため、民間部門と政府は核融合発電所の研究に数十億ドルを投資していますが、これらはまだ探索段階にあり、公開されていません。

核融合は実際に約75年にわたり研究されてきましたが、依然として有意義な正味エネルギーを生み出していません。Cathie WoodのArk Investが発表した2025年のBig Ideasレポートによれば、民間の核融合企業は今後数年でブレークスルーを約束していますが、”商業化にはさらに約15年かかる可能性があります”。

1. Microsoft

昨年9月、Microsoft (MSFT ) はConstellation Energy (CEG )と取引を締結し、テクノロジー大手が急増するエネルギー需要に対応するためにスリーマイルアイランド原子力発電所を再稼働させることになりました。この施設は2019年に閉鎖されましたが、2028年に再開し、少なくとも2054年まで稼働する予定です。

「この決定は、核電力がクリーンで信頼できるエネルギー源として復活する最も強力なシンボルです」と、時価総額757億ドルで現在株価が241.65ドル（年初来7.65%上昇）で取引されているConstellation Energy Corp.（CEG）のCEO、ジョー・ドミンゲスは述べました。

米国最大の炭素フリーエネルギー生産者であるConstellationは、複数の原子力発電所を運営しています。スリーマイルアイランドの再稼働により800MW以上の電力が供給され、すべてがMicrosoftによる20年契約の電力供給で購入されます。

さらに、MicrosoftはHelionと契約を結び、2028年に稼働を開始する同社初の核融合発電所から電力を購入する予定です。

時価総額2.95兆ドルのMSFT株は現在398.60ドルで取引されており、5.81%下落しています。同社の配当利回りは0.84%です。2024年第4四半期の売上高は696億3000万ドルで、前年同期比12.3%増加し、1株当たり利益（EPS）は3.23ドルでした。

MicrosoftはAIの商業化でリードしており、同社の人工知能事業は今年、年間収益レートで130億ドルに達しました。これはChatGPTの開発元OpenAIとの緊密なパートナーシップによるものです。また、昨年はCopilotブランドのAIアシスタントをリリースしました。

2. Google

GoogleはKairos Powerと提携し、合計500メガワットの7基のSMRを開発しています。これにより、設立7年のスタートアップは今四半期末までに最初の商業用リアクターを稼働させ、2035年までに追加リアクターを導入することが可能になります。Kairosはまた、米国エネルギー省からヘルメスプロジェクト（核融合デモンストレーションプラント）のために3億ドルの資金を確保しました。

この合意を「画期的」と呼び、Googleのエネルギー・気候シニアディレクターであるMichael Terrellは次のように述べました：

「核エネルギーは、私たちの需要を満たす上で重要な役割を果たし、クリーンかつ24時間体制で需要に応えることができると考えています。」

クリーンな成長を支援するだけでなく、Terrelは核エネルギーが「AIの進展を実現する」のに役立つと考えています。さらに、これらのプロジェクトが世界規模で拡大すれば、Googleは「世界中のコミュニティと電力網に莫大な利益をもたらす」ことができると付け加えました。

さらに、Googleは長年ステルスモードで活動し、核融合電力の開発に10億ドル以上を調達したTAE Technologiesにも投資しています。Googleは2014年からTAEと提携しています。

時価総額2.08兆ドルのGOOGL株は現在171.65ドルで取引され、10.05%下落しています。同社の配当利回りは0.47%です。2024年第4四半期、親会社Alphabet (GOOG ) は売上高964億ドル、EPSは2.15ドルと報告しました。

同社はAIブームにより売上高が119.6億ドルに達したと報告しましたが、依然としてMicrosoftやAmazonに遅れを取っています。今年はデータセンターとAIインフラの構築により750億ドルの資本支出を見込んでいます。

結論

世界が増大するエネルギー需要に対応し、AIイニシアチブを支え、野心的なネットゼロ炭素目標を達成するために、クリーンで信頼できる電力源を求める中、核エネルギー（核融合と核分裂）の関心が高まっています。

核融合エネルギーに関しては、歴史的にトカマクが磁場閉じ込め装置として使用されてきましたが、プラズマを高温に保つ一方で、ステラレータはプラズマの安定性を保つ能力から注目を集めています。AIがステラレータの最大課題である複雑性に対処することで、将来の核融合エネルギー施設の優先オプションになる可能性があります。

ここで、Proxima FusionはAI駆動設計、高温超伝導体、ステラレータ技術を活用し、商業的に実用可能な解決策に向けて先導しています。最初のデモンストレーターは6年以内に完成予定で、2030年代に1GW核融合リアクターを計画しており、無限で炭素フリーの電力源を解き放つ競争において新たな基準を設定しています。

世界的なエネルギー需要が急増し、脱炭素化の緊急性が高まる中、核融合はすぐに実現する現実へと急速に近づいています！

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研究参考：

1. Lion, J., Anglès, J.-C., Bonauer, L., et al. (2025). Stellaris: A high‑field quasi‑isodynamic stellarator for a prototypical fusion power plant. Fusion Engineering and Design, In Press, Corrected Proof, 114868. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2025.114868