核融合で太陽を地球にもたらす：ドイツが世界初の核融合発電所を建設したい理由

Konrad Wolfenstein

10分前

核融合で太陽を地球にもたらす：ドイツが世界初の核融合発電所を建設したい理由 – 画像：Xpert.Digital

核融合熱に沸くドイツのスタートアップ企業：米国の躍進を受けて、未来のエネルギーをめぐる競争が始まった - だからこそ、ドイツは核融合発電所建設の最大のチャンスを手にしているのだ

核融合とは何ですか？そしてなぜそれほど重要なのですか？

核融合は、地球規模のエネルギー問題を解決する最も有望な方法の一つと考えられています。このプロセスでは、軽い原子核が融合し、太陽のように莫大なエネルギーを放出します。原子力発電所で利用される従来の核分裂とは異なり、核融合は長寿命の放射性廃棄物を生成せず、制御不能になることもありません。

決定的なブレークスルーは2022年、カリフォルニア州のローレンス・リバモア研究所で達成されました。核融合によって消費されるエネルギーを上回るエネルギーが初めて生成されたのです。この科学的成果により、無限のエネルギーという夢は、理論上の可能性から具体的な現実へと変わりました。それ以来、世界初の実用的な核融合炉の建設をめぐる熾烈な競争が繰り広げられてきました。

なぜドイツが世界初の核融合発電所の有力候補なのでしょうか?

ドイツは、核融合研究において主導的な役割を果たすための優れた前提条件を備えています。産業基盤は既に整備されており、優秀な専門家と強力な研究環境も整っています。興味深いことに、リバモアにおけるアメリカの画期的な成果でさえ、ドイツの技術によって達成されました。レーザーシステム用の特殊ガラスはマインツに拠点を置くショット社から供給され、機械工学企業のトルンプ社も関与しました。

ドイツ政府はその可能性を認識し、2025年10月に核融合行動計画を採択しました。この計画では、2029年までに核融合研究に20億ユーロ以上を投資することを目指しています。掲げられた目標は野心的で、ドイツが世界初の商用核融合発電所を誘致することを目指しています。

核融合研究のリーダーであるドイツ企業はどれですか?

ドイツのスタートアップ企業3社が核融合のパイオニアとして確固たる地位を築き、それぞれ異なる技術的アプローチでクリーンエネルギーの夢の実現に取り組んでいます。ミュンヘンに拠点を置くマーベル・フュージョンはレーザー核融合に特化し、既に3億8500万ユーロを調達しています。しかし、同社は開発の一部を米国に移転する計画であり、ドイツのノウハウの将来に疑問が生じています。

同じくミュンヘンに拠点を置くプロキシマ・フュージョンは、マックス・プランク・プラズマ物理学研究所からのスピンオフ企業で、ステラレータ技術に注力しています。同社は2025年に1億3000万ユーロという記録的な資金調達を実施しました。これは、欧州の核融合における民間投資としては過去最大規模です。ダルムシュタットのフォーカスト・エナジーは、レーザー技術を用いた慣性核融合の研究に取り組んでおり、既に2億ドルの資金を調達しています。RWEは戦略的パートナーとして1000万ユーロを投資しています。

核融合は技術的にどのように機能するのでしょうか?

核融合の実用化は、現代における最大の技術的課題の一つです。燃料となるのは水素同位体である重水素と三重水素です。重水素は海水中に豊富に存在しますが、三重水素は非常に希少であるため、主に核融合炉内でリチウムに中性子を照射することで生成する必要があります。

核融合を可能にするには、約1億5000万度の温度に達する必要があります。この極限条件下では、原子核が融合してヘリウムが形成され、反応ごとに17.6メガ電子ボルトのエネルギーが放出されます。重水素と三重水素の混合物1キログラムに含まれるエネルギーは、5万5000バレルのディーゼル燃料、または1万8630トンの褐炭に相当します。

最大の技術的課題は何ですか?

機能的な核融合発電所の開発には、いくつかの重大な課題が存在します。中でもトリチウムの製造は最も困難な課題の一つです。この燃料は自然界にほとんど存在せず、発電所内で製造する必要があるからです。科学者たちは中性子照射を用いてリチウムからトリチウムを生成する研究を行っていますが、この技術はまだ成熟していません。

もう一つの問題は、高温プラズマを閉じ込めるために必要な極めて強力な磁石です。これらの高温超伝導磁石は技術的に極めて複雑であり、プラズマを制御するために確実に機能しなければなりません。さらに、構造の完全性を損なうことなく、強力な中性子放射線に耐えられる材料の開発も必要です。

ドイツの核融合研究はどのような進歩を遂げてきましたか?

近年、ドイツの核融合研究は目覚ましい成果を上げています。グライフスヴァルトにある世界最大のステラレータ施設、ヴェンデルシュタイン7-Xは、2025年にいわゆるトリプルプロダクトの世界記録を樹立しました。トリプルプロダクトとは、粒子密度、温度、エネルギー閉じ込め時間の積であり、核融合物理学の進歩にとって重要なパラメータです。

43秒を超える新記録が達成され、トカマクシステムのこれまでの記録をも上回りました。この施設の建設に向けて700件以上のプロジェクト提案が提出され、そのうち約200件が最優先で採択されました。これらの成功は、ドイツが核融合研究における主導的な地位を確固たるものにしています。

連邦政府はどのような政策を計画していますか?

2025年10月に採択された「フュージョン行動計画」は、8つの具体的な行動分野を網羅しています。研究資金は強化され、「フュージョン2040」の下で最大17億ユーロに増額されます。さらに、知識移転を促進しバリューチェーンを確立するために、科学と産業の融合エコシステムを構築します。

重要な点は、計画されている規制改革です。米国と英国では、核融合は既に核分裂とは異なる規制を受けており、民間投資の計画上の安全性が高まっています。ドイツはこの点で依然として遅れをとっており、核融合関連企業は規制の適切な調整を求めています。

ドイツの合併企業は政治家に何を求めているのか?

ドイツの大手合併企業3社は、共同声明の中で政策立案者に対し明確な要求を表明しました。ディープテック分野の資金不足を解消するため、30億ユーロの政府資金拠出を求めています。この金額は高額に思えるかもしれませんが、高価なレーザーや磁石を国内で製造する必要があるため、この資金は直接ドイツの産業界に流入することになります。

批判の主たる点は、ドイツの新技術へのアプローチです。ある業界関係者が指摘したように、ドイツでは開発が始まる前から規制を設けるのが一般的です。こうした規制の狂乱は、イノベーションを不必要にコスト高にし、遅らせています。企業は、他の技術で既に成功を収めているような、より官僚主義的でないアプローチを求めています。

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2030年代を出発点に？核融合発電所が実際に電力を生産するのはいつになるのか

最初の核融合発電所はいつ稼働するのでしょうか?

最初の核融合発電所の稼働時期は、技術や企業によって異なります。ドイツのスタートアップ企業は、早ければ2030年代初頭に最初の原子炉の運転開始を計画しています。ただし、これらの初期の発電所はまだ商業的に実現可能ではなく、技術の実証実験としての役割を担うことになります。

専門家は、真に商業化され経済的に実現可能な核融合発電所が2030年代末か2040年代初頭までに完成すると予想しています。当初は先駆的な役割を担うことが想定されていたフランスの国際核融合炉（ITER）計画は、大幅な遅延に見舞われており、関連する重水素・三重水素燃料を用いた運転開始は2039年まで延期される見込みです。

核融合は本当に安全で環境に優しいのでしょうか?

核融合は、従来の核分裂に比べて決定的な安全上の利点があります。原子炉内の燃料はわずか数グラムであるため、制御不能な連鎖反応は物理的に不可能です。電源が途絶えた場合、反応は自動的に停止します。また、放射性燃料の半減期は、従来の原子力発電所の核分裂生成物よりも大幅に短いです。

しかしながら、核融合は、主に中性子線による原子炉壁の放射化によって放射性廃棄物も生成します。これらの物質は数百年間安全に保管する必要がありますが、高放射性核廃棄物ほど問題はありません。科学者たちは、50年から100年後にリサイクル可能な、放射化率の低い特殊な物質の開発に取り組んでいます。

どのような経済的な課題がありますか?

核融合発電所の経済的実現可能性はまだ決定的に証明されていません。専門家は、当初のコストは従来の原子力発電所と同等か、あるいはそれ以上になると想定しています。投資コストが高いため、核融合発電所を採算性良く稼働させるには、継続的な運転が必要です。

潜在的な問題として、核融合発電所はベースロード発電所として設計されているのに対し、将来のエネルギーシステムではより柔軟で制御性の高い発電所が求められることが挙げられます。再生可能エネルギーが主流となるシステムでは、発電所は迅速に出力を増加・停止できなければなりません。大規模で複雑な核融合発電所は、この要件に理想的ではありません。

核融合は将来のエネルギーシステムにどのように適合するのでしょうか?

将来のエネルギーシステムにおける核融合の役割については議論が続いています。推進派は核融合発電所が信頼性の高いベースロード電源として重要であると主張する一方で、批判派は再生可能エネルギーの割合が高いシステムには柔軟性が低すぎると指摘しています。しかしながら、核融合発電所はエネルギー集約型の産業プロセスやグリーン水素の製造に活用できる可能性があります。

重要な点は、核融合は再生可能エネルギーを置き換えるのではなく、むしろ補完するものであるということです。今後数十年でエネルギー需要は大幅に増加し、特にデータセンターやデジタル化の影響が顕著です。この成長市場では、様々なクリーンエネルギー源が互いに置き換わることなく共存することが可能です。

国際競争はどのような役割を果たすのでしょうか?

ドイツは核融合におけるリーダーシップをめぐって熾烈な国際競争を繰り広げています。リバモア実験で重要なマイルストーンを打ち立てた米国に加え、中国、日本をはじめとする各国もこの技術開発に精力的に取り組んでいます。遅延しているITER計画は、確立された国際協力体制でさえも課題に直面していることを示しています。

ドイツ企業は、自社の主な競争相手は他社ではなく時間であると強調しています。一つの企業が技術を成熟市場へ投入できれば、それは業界全体の利益となります。しかしながら、ドイツは技術的優位性を無駄にせず、ドイツのノウハウが他国で商業化されるのを防ぐために、迅速に行動する必要があることは明らかです。

核融合産業の雇用創出の可能性はどのくらいですか?

核融合はドイツにとって重要な経済的要因となる可能性があります。数十億ユーロ規模の投資は、レーザー、磁石、その他の部品をドイツ国内で生産する必要があるため、主にドイツ産業界に利益をもたらすでしょう。他のエネルギー技術では製造能力が海外に移転することがよくありますが、核融合はドイツ国内にバリューチェーン全体を構築する機会を提供します。

核融合産業は直接的な雇用を生み出すだけでなく、サプライヤーやサービスプロバイダーにも雇用を創出するでしょう。ビブリスの旧発電所跡地のような地域は、核融合施設として再利用することで恩恵を受けることができ、失われた雇用を将来を見据えた新たな雇用に置き換えることができます。連邦政府が計画しているコンピテンス・エクセレンスセンターは、イノベーションをさらに推進することを目的としています。

どのようなリスクと課題が残っていますか?

あらゆる進歩にもかかわらず、核融合開発には依然として大きなリスクが存在します。技術はまだ成熟しておらず、多くの重要な問題が未解決のままです。中性子耐性材料の開発はまだ初期段階にあり、工業規模でのトリチウム生産は実証されていません。

もう一つのリスクは資金調達にあります。必要な投資額は莫大であり、民間投資家は高い技術リスクを恐れて敬遠する傾向があります。政府からの大規模な支援がなければ、開発は不可能です。同時に、この技術が採算が取れない、あるいは他のエネルギー源に取って代わられるリスクもあります。

これらはドイツのエネルギーの将来にとって何を意味するのでしょうか?

核融合は、ドイツにとって、世界のエネルギー資源への依存度を低減し、技術的リーダーシップを発揮するための戦略的機会となります。連邦政府の行動計画は、政策立案者がその可能性を認識し、多大な資源を投入する意思があることを示しています。

しかし、核融合は現在のエネルギー転換には間に合わないでしょう。核融合発電所は、ドイツの気候中立目標である2045年までに重要な役割を果たすことはできないでしょう。この技術は、むしろ今世紀後半のエネルギー供給への投資と言えるでしょう。

機会と課題のバランス

ドイツは、世界初の商業用核融合実現に向けた競争において、主導的な役割を果たす現実的な可能性を秘めています。既存の産業基盤、優れた研究力、そして政治的コミットメントが、ドイツにとって有利な条件を作り出しています。ドイツ企業は様々な有望なアプローチに取り組んでおり、既に多額の民間投資を獲得しています。

同時に、課題を過小評価すべきではありません。技術的な問題は複雑で、資金ギャップは大きく、国際競争は熾烈です。ドイツが再び技術を開発し、それが他国で商業化されるリスクがあります。断固たる政治的行動と規制の簡素化がなければ、ドイツの優位性は急速に失われる可能性があります。

今後数年間は極めて重要となるでしょう。ドイツが正しい道を歩めば、地球のエネルギー供給のために星の力を活用する最初の国となる可能性を秘めています。これは科学的な勝利であるだけでなく、長期的なエネルギー安全保障と気候保護にとって重要な基盤となるでしょう。

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