核融合エネルギーに関する話題：専門家は、技術がベンチャーキャピタルの資金を引き寄せ、業界の「活性化」を説明
核融合エネルギーを商業規模で利用し、膨大な量の炭素フリーエネルギーを生み出すという夢は、何十年もの間、科学者にとって手の届かないところにあった。ついに、その魅力的な夢が現実に近づき、資金が流れ始めている。
今週、核融合エネルギーのスタートアップ企業であるHelion社は、5億ドルの資金調達を発表し、大きな注目を集めました。ワシントン州エバレットに拠点を置く同社は、今後のマイルストーンを達成すれば、さらに17億ドルを調達する可能性があります。西海岸に拠点を置く他の核融合エネルギー企業も、今年に入って2桁から3桁のベンチャーキャピタル投資を発表しています。
「ヘリオン・エナジーの5億ドルのシリーズEはクリーンエネルギー分野で過去最大の取引となり、商業化された核融合技術による豊富でクリーンなエネルギーという新時代の幕開けとなる可能性がある」とピッチブックの新興技術アナリスト、スヴェンジャ・テッレ氏は述べた。
では核融合エネルギーとは何でしょうか?そしてなぜこれほど注目を集めているのでしょうか?
核融合はプラズマ（物質の4つの状態の中で最もエネルギーの高い超高温の気体）の中で起こります。プラズマでは2つの原子核が衝突し、新たな原子が形成され、エネルギーが放出されます。最も発達した核融合の方法は、強力な磁石を用いてプラズマを閉じ込める方法です。発生したエネルギーは捕捉され、電力に変換されます。
核融合のエネルギーの最もよく知られた例は太陽です。太陽は巨大な核融合炉で膨大な量のエネルギーを生み出しますが、過剰な温室効果ガスの排出により、そのエネルギーの多くを地球上に閉じ込めてしまっています。
GeekWireは今週、ワシントン大学ウィリアム・E・ボーイング航空宇宙学部の上級研究科学者、クリス・ハンセン氏にインタビューを行い、この分野について詳しく話を聞きました。彼の研究室は核融合エネルギーの様々な側面を研究しており、シアトルに拠点を置くワシントン大学発のスタートアップ企業CTFusionや他の大学と連携しています。
質問と回答は、明確さと長さを考慮して編集されています。
GeekWire: 核融合を電力生産に利用するのはなぜそれほど難しいのでしょうか?
ハンセン：核融合についてよく「太陽を操りたい」という話になりますが、地球上で太陽を再現するだけでもかなり大変そうですよね？でも、実際にはもっと多くのことが必要です。太陽は核融合を利用しています。しかし、太陽のエネルギー密度は堆肥の山に匹敵します。実際にはエネルギー密度が非常に低く、太陽が巨大であるからこそ機能するのです。とにかく巨大なのです。
しかし地球上では、堆肥の山よりもはるかに優れた方法が必要です。10倍もの高い温度（約1億度）と、100万倍ものエネルギー密度が必要になります。そのため、このような環境を作り出すのは非常に困難です。科学的に実現することは可能であり、多くの実験でそれが可能であることが実証されていますが、費用対効果の高い方法で実現するのが難しいのです。
GW: うわあ！それはかなり大変そうだね。なんで核融合にこだわるの？
ハンセン：非常に興味深い問題です。核融合にはまだ解決すべき様々な側面があり、また多くの要素が融合しているため、社会で利用されているほぼあらゆる技術の進歩を必要とする、まさに科学的な壮大な挑戦なのです。
人類としてできることの限界を押し広げるのは、とてもエキサイティングなことです。
そして、もし成功すれば、地球上のエネルギー生産はもちろんのこと、航空宇宙工学科に所属することで、私たちが普段考えも及ばないような様々な可能性が開けてくるのです。宇宙ミッションを遂行し、太陽系のさらに遠くの惑星で人々と旅をすることで、私たちが持つような従来の資源を持たない惑星で大量の電力を生み出すという発想が、はるかに容易になるでしょう。
GW: では、なぜこの分野がようやく成長し始めたのでしょうか?
ハンセン氏： 20年前は、核融合を実現するために必要な関連技術がまだ十分に整っていませんでした。新しい磁気技術や材料は数多くありますが、核融合だけでなく、他の技術の発展を可能にした最大の要因の一つは、コンピューティングだと思います。
計算能力の向上により、こうした科学技術の発展の一部をモデル化し、前進させる能力が、真に大きな変化をもたらしました。核融合炉では1億度という高温のため、計測は非常に困難です。そのため、私たちが目にしている現象の一部を解釈し理解するためには、モデルやコンピューターシミュレーションに大きく依存しています。
コンピューティングが拡張されるにつれて、これらのモデルの洗練度は向上し、私たちは十分な理解を得て、再び大きな一歩を踏み出せるようになり、いくつかの予測に自信を持てるようになりました。そして、それが業界の活性化に表れているのです。
GW: いずれかの企業が成功した場合、核融合はどのくらい早く電力を供給できるでしょうか?
ハンセン氏：一旦、この装置が稼働し始めても、まだやるべきことはたくさんあります。核融合炉は極めて安全で、原子力発電で従来考えられていたようなリスクはありません。しかし、風力や太陽光発電とは異なるため、何らかの規制体制を構築する必要があります。他にも材料や、発電所全体の設計を統合する必要があるのです。
しかし、誰かがその融合部分をどれだけ早く機能させることができるかによって、それは非常に速くなる可能性があります。
Zap Energyの非常に安価で比較的小規模なコンセプトについては、かなり精通しています。もしZap Energyのような、あるいはHelionのような小規模で安価なものがあれば、かなり急速に普及するでしょう。私の研究室が協力しているCTFusionも、そのタイムラインを大幅に短縮できるアプローチを追求しています。これは、核融合エネルギーやその他のシステムについて考えるときに、人々が従来思い浮かべる大規模な発電所とは全く異なるものになるでしょう。
GW：核融合発電は何十年もかけて開発されてきましたが、それでもまだ反対意見があるはずです。彼らはこの技術にどのような反対意見を持っているのでしょうか？また、あなたはどのように答えますか？
ハンセン氏：従来の原子力発電と結びつけて考える人々は、これまでの原子力発電の扱い方（チェルノブイリ原発事故と福島第一原発事故を参照）を懸念しています。しかし、核融合は根本的に異なることを私たちは明確に理解する必要があります。核融合エネルギーがまだ商業化されていないのは、核融合を起こすための条件を作り出すのが非常に難しいからです。しかし、それが核融合を本質的に安全なものにしている一因でもあります。システムを即座に停止できるからです。核融合システム内の燃料はすべて不活性です。現在の核分裂システムで悪影響をもたらすようなものは一切ありません。
もう一つは、基本的にすべての資金を他の種類の再生可能資源に投入すべきだと考える人たちです。しかし、風力や太陽光のように常に利用できるとは限らない間欠的な資源には課題があります。現時点では、これらの資源は非常に安価で優れたものであり、私たちは間違いなく投資すべきです。しかし、100%カーボンフリーに近づくにつれて、少し疑問が残ります。間欠性という問題に対処しなければならないからです。そして、それがコストの上昇につながります。
核融合はまさにそこに当てはまると思います。個人的には良い投資だと考えていますが、一方で、別の見方もあることも理解しています。バッテリーやスマートグリッドの関係者の中には、別の方法でできると主張する人もいます。しかし、少なくとも政府の資金援助であれば、様々なピアレビューや競争入札が行われ、自分の主張を裏付けるための提案が数多くあります。
