「私たちを見ていてください」：ゲイツ氏が支援するテラパワーは、米国初の次世代原子力発電所となることに強気だ
シアトル北部にあるテラパワー社の広大な65,000平方フィートの研究所内には、新素材や最先端の原子力発電方法を試すための一連の実験室がある。
一つのエリアには、2階建ての銀色の塔がそびえ立ち、エンジニアたちが模擬原子炉燃料棒の上を流れる液体の試験を行っています。近くの密閉空間には、断熱パイプのネットワークが張り巡らされています。一見すると巨大なハムスターの飼育ケージに似ていますが、実際には溶融塩と金属間の熱伝達を研究するために使用されています。酸素のない密閉されたグローブボックス内では、ガラスビーカーの中で溶融ナトリウムが回転しています。
ここのエンジニアたちは、従来の原子炉よりも安価で迅速に建設することを目指した設計で、気候変動の壊滅的な影響から地球を救うのに役立つ可能性のある小型モジュール原子炉の建設に必要な技術を微調整しています。
テラパワーは小型原子炉を開発している米国企業の一つだが、他の有力候補は最近、開発で行き詰まっている。そして今、ビル・ゲイツ氏が支援するこのベンチャー企業は、米国で最初に次世代技術を導入する企業となる絶好の立場にある。
同社は今月、GE日立ニュークリア・エナジーと共同開発したナトリウム原子炉の認証申請を原子力規制委員会（NRC）に提出する予定です。今春には、ワイオミング州ケメラーにある、間もなく閉鎖される石炭火力発電所の近くに実証発電所を建設する予定です。さらに将来を見据え、同社はアラブ首長国連邦（UAE）との契約締結を模索しており、数百基の原子炉購入につながる可能性も検討しています。
「ただやっているだけです」と、テラパワーのCEO兼社長であるクリス・レベスク氏は語った。「民間からの投資も得ていますし、政府からの投資もあります。土地も買いました。もちろん、NRCの許可も必要ですが、今年は間違いなく、ただ様子見というモードです」
ピッチブックによると、同社はゲイツ氏に加え、韓国のSK社とSKイノベーションからの投資を含め、約10億ドルを調達している。さらに、米国エネルギー省から約20億ドルの資金提供を受けている。
原子力発電の必要性は切迫しています。世界は危険なほど温暖化に向かっており、原子力発電は気候変動の緩和に不可欠な役割を果たすことが期待されています。原子力は、風力や太陽光発電による不安定な電力を補完し、24時間365日体制で炭素を排出しないエネルギー源を提供することができます。また、人工知能や大規模言語モデルの利用拡大に伴い、電力を大量に消費するコンピューティングの必要性が高まり、需要はますます高まっています。
12月に開催された国連気候変動会議では、米国を含む20カ国以上が、2050年までに世界の原子力発電容量を3倍にすることを誓約した。来週、テラパワーの代表者は、世界的な約束に基づくイベントとして、ブリュッセルで開催される初の国際原子力サミットに出席する予定だ。
テラパワーの目標は、2030年までにワイオミング州で原子分裂を開始することだ。これは数十年にわたって練られてきた目標だ。
原子力発電の再考
2000年代半ば、マイクロソフトの共同創業者であるゲイツは、同社の元最高戦略責任者兼技術責任者であるネイサン・ミアボルドと協議していました。ミアボルドは当時、限界を押し広げるイノベーションの開発を支援するインテレクチュアル・ベンチャーズを設立していました。ゲイツはCEOを退任し、グローバルヘルスの取り組みに多くの時間を費やしていました。
二人は、世界のエネルギー需要の高まりと、地球をこれ以上破壊することなくその需要を満たす方法を検討していた。
「原子力発電を見直す絶好の機会が訪れたように思えた」と、ミールボルド氏は2018年のサイエンティフィック・アメリカン誌に寄稿したエッセイで述べている。「世界中で稼働している原子炉のほとんどは――福島第一原発や、米国で稼働している約100基の原子炉のほぼすべてを含め――計算尺時代に設計された設計に基づいて建設されたのだ。」
そこで2006年、ワシントン州ベルビューで、インテレクチュアル・ベンチャーズはゲイツ氏らの支援を受けて、TerraPowerを設立した。
それ以来、同社はシアトル北部にエバレット研究所を増設し、トップクラスの原子核物理学者やエンジニアを含む560名の従業員からなるチームを編成しました。同社は、米海軍の長年にわたる原子力潜水艦プログラム（14年間潜水艦開発に携わったレベスク氏を含む）や、従来の原子力発電所運営者から専門知識を吸収しました。ゲイツ氏はテラパワーの取締役会長、ミアボルド氏は副会長を務めており、ミアボルド氏は最近、同社の従業員と協力して、新発電所の計装・制御装置の設計についてブレインストーミングを行いました。
「ビル・ゲイツとネイサン・ミアボルドの下で働くようになるまで、イノベーションとは何なのか全く分かっていませんでした」とレベスク氏は語る。「海軍にいた頃や、今の（伝統的な）原子力産業で働いていた頃は、イノベーションをしなくても給料がもらえました。イノベーションを起こせば罰せられました。何か新しいことをやると、制御不能になってしまうような感じでした。」
それはTerraPowerのモットーではありません。
同社のナトリウム原子炉は、アイダホ州で約30年間稼働し閉鎖された実験用増殖炉で使用された技術を基盤としており、米国初のナトリウム冷却発電炉となる可能性がある。現在、米国にある商用発電所はすべて水冷却方式を採用しており、これは数十年前に開発された技術である。
同社は最新のテクノロジーをこの作業に適用し、施設の設計に使用したモデリングを「デジタルツイン」へと進化させ、稼働後は AI を使用して物理的なプラントから直接学習します。
「最初の原子炉は素晴らしいものになるだろう」とレベスク氏は言う。「しかし、私たちのデジタルツインは、メンテナンスをどのように改善できるか、どのようにさらにプラントを最適化できるか、そしてどのような設計変更を追求すべきかを教えてくれるだろう。」
テラパワーの利点
分野全体で大きな進歩が見られるにもかかわらず、アメリカの原子力部門の近代化を目指す企業群にとって、それは困難な道のりでした。彼らは長年にわたる人員削減と縮小したサプライチェーンに頼らざるを得ませんでした。原材料費と人件費を高騰させる経済的な逆風にも苦しんできました。
これらの課題は、昨年秋にこの業界にいくつかの厄介な後退を引き起こした。
コスト高騰により、ニュースケール・パワーは、NRC（原子力規制委員会）から小型モジュール炉の承認（委員会による小型モジュール炉の初承認）を取得していたにもかかわらず、アイダホ州での長年計画されていたプロジェクトを突然中止せざるを得なくなった。X-Energyは20億ドル規模の株式公開計画を断念し、先進炉開発会社における人員削減を発表した。OpenAIのサム・アルトマン氏が支援するオクロは、マイクロリアクターに関する軍の入札を暫定的に勝ち取っていたが、11月に撤回された。
各社は依然として前進を続けているが、計画の再調整を余儀なくされている。
一方、テラパワーは事業を継続しており、ゲイツ氏の潤沢な資金と、財政面での大きな未知数を伴う初めてのプロジェクトを追求する同氏の忍耐力の恩恵を受けているようだ。
「ビル・ゲイツ氏の支援は、テラパワーにとって、待つ能力とコストをめぐる疑問を乗り越える能力の点で、間違いなく大きなプラスだ」と分析会社ウッド・マッケンジーのエネルギー移行サービス担当ディレクター、デビッド・ブラウン氏は語った。
ナトリウム・プロジェクトには、市場で優位に立つ可能性のある独自の設計上の特徴という、もう一つの強みがあります。同社の原子炉は、ほとんどの発電所と同様に、熱を発生させて蒸気を発生させ、タービンを回して発電します。しかし、ナトリウム発電所は原子炉の熱の一部を取り出し、溶融塩の容器に移すことで熱電池を作製します。
研究所に設置されたハビトレイルのような装置は、蓄熱技術の探査を目的としています。研究者たちは、液体金属ナトリウムと溶融塩を移動させ、それらの間で熱を伝達する戦略を試験しています。
「これは、私たちの知る限り、これまでに行われたことのないことです。そのため、私たちは熱交換器に関する仮説を検証しているところです」と、テラパワーのラボ運営ディレクター、モニカ・タルケーノ氏は述べた。
この機能により、電力需要が少なく価格が低いときに原子炉からのエネルギーを貯蔵することが可能になります。需要と価格が上昇すると、貯蔵された熱を利用してより多くの電力を生産することができます。
「これは重要なことだ」とブラウン氏は言う。「なぜなら電力市場は価格面で不安定だからだ。」
テラパワーのリーダーたちは、設計と技術の安全機能も強調している。これは、米国での優れた実績があるにもかかわらず、原子力発電にはつきものの懸念事項である。
原子炉単体で345メガワットの電力を発電します。バッテリーを併用すれば、最大500メガワットを5時間以上供給できます。最大出力時には、40万世帯分の電力を供給できることになります。
成長の可能性
TerraPower にとっていくつかの重要な要素が整いつつある一方で、今後は多くの課題が待ち受けています。
テラパワーはNRCの重要な規制上のハードルをクリアする必要があり、承認は確実ではない。2年前、NRCはオクロのマイクロリアクター建設・運転申請を却下した。
億万長者が味方にいようがいまいが、コストは常に懸念事項だ。レベスク氏はケマーラー・プロジェクトの最新の費用について明らかにしなかった。2022年9月、最高財務責任者（CFO）のマーシャ・バーキー氏は40億ドルと発表していた。
テラパワーの幹部たちは、この分野のサプライチェーンについて依然として懸念を抱いており、その拡大は今後も続く必要がある。これには、米国が70年以上前に生産を停止した特定の種類のウラン燃料の生産再開と規模拡大、そしてロシアへの供給源移行に向けた取り組みも含まれる。
ロシアがウクライナに侵攻した際にその供給は遮断され、最終的にテラパワー社はワイオミング州の実証プロジェクトの開始予定日を2028年から2年延期せざるを得なくなった。
アメリカの燃料生産能力は進展を見せています。11月にはオハイオ州の企業が最初の20キログラムのウラン燃料を製造し、英国政府も最近、国内の燃料生産に投資すると発表しました。
そして、テラパワー社や他の企業の取り組みを後押しする追い風もある。
米国の与野党両党の政治家は、原子力発電の導入を支援するための資金提供と法案を支持してきた。下院は今月、新規プロジェクトの承認を迅速化することを目指す法案を圧倒的多数で可決し、上院も同様の提案を準備中である。
ウッド・マッケンジーの最新調査によると、小型モジュール炉（SMO）市場は国際的に成長していることが明らかになりました。世界の小型原子力プロジェクトのパイプラインは今年初めに22ギガワットに達し、2021年から65%増加しました。顧客は依然として慎重な姿勢を崩していませんが、米国、ポーランド、カナダ、英国、韓国ではプロジェクトが検討・推進されています。
「SMRには米国内外で大きな関心が寄せられています」とウッド・マッケンジーのブラウン氏は述べた。「しかし、購入者は依然としてこの技術の可能性と、それが自社のポートフォリオにどのように適合するかを検討している段階です。」
テラパワーは12月、UAEのエミレーツ原子力公社（ENEC）と覚書を締結し、UAEへの原子炉販売の可能性を模索すると発表した。ゲイツ氏によると、その数は数百基に上る可能性があるという。ENECのモハメド・アル・ハマディCEOは、テラパワーの取締役である。
「こうした中小企業の多くは、輸出市場を、安価な発電所の鍵となる大量生産への入り口とみている」と、主席原子力エンジニアのロジャー・ブロンクイスト氏は語った。
ブロムクイスト氏は、テラパワー社がその技術を構築している実験炉を運営していたアルゴンヌ国立研究所で40年以上勤務してきた。
国民の支持が盛衰を繰り返してきた業界で長年働いてきた彼は、テラパワーの進歩や商業用原子力発電に対する米国の関心の高まりを「ルネサンス」や「復活」と宣言したがらない。
「まだシャンパンを開ける年齢じゃないんです」とブロムキストは言った。「でも、今はずっと良い状況だと思います」
