欧米では1979年のスリーマイル島原発事故以降、原発の新規建設が途絶え、2011年の福島第一原発事故により、日本も原発の新規建設が中断された。現在、世界の原子力市場は中国とロシアが主体となっており、米国、カナダ、英国などが「小型モジュール炉(SMR)」で原子力分野の巻き返しを図っている。
国内では、福島第一原発事故を教訓として安全性を高めた大型商用炉「革新軽水炉」の開発に軸足を置いたが、欧米では「小型モジュール炉」に注目が集まった。すなわち、原子炉をモジュール化して工場内で組み立て、ユニットとして輸送・設置することで、安全性と経済性を両立させ、多目的用途を目指している。
小型モジュール炉(SMR)とは
国際原子力機関(IAEA)の定義による電気出力:30万kW以下の小型モジュール炉(SMR:Small Modular Reactor)が、世界で注目を集めている。小型高速炉、小型軽水炉、小型高温ガス炉など様々な炉型がSMRと呼ばれているが、モジュール化により工場内で組み立て、ユニットで輸送・設置する原子炉の総称である。
小型モジュール炉(SMR)の特長:
■安全性:SMRは小型・低出力のため、事故時に自然放冷による炉の冷温停止が可能で、構造の簡素化や防災計画エリアの縮小を実現できる。また、燃料交換不要あるいは交換頻度を低減できるため、核セキュリティ・核不拡散の面でも優れており、初期投資を抑えることができる。
■モジュール化:工場でモジュールを製造して組み立て、ユニットとして運搬し、現地で設置することができる。そのため、品質の維持・向上、工期の短縮、建設費の低減ができる。
■用途:寒冷地や離島などでの分散電源、原子炉モジュールの台数を増やして大規模集中発電、あるいはクリーン水素製造、熱供給、医療用など様々な使い方ができる。
国際原子力機関(IAEA)は、「SMRは世界で80以上の開発が進められている」と報告している。既に、ロシア極東地域チュクチ自治管区内ペベクの小型PWRを搭載した海上浮揚型原子力発電所と、中国山東省栄成の石島湾の高温ガス炉実証炉「HTR-PM」は商用運転に移行している。
一方、欧米では1979年の米国スリーマイル島原発事故以降、原子力発電所の新規建設が途絶え、2011年の福島第一原発事故により、日本も原子力発電所の新規建設が中断された。現在、世界の原子力市場は中国とロシアが主導し、米国、カナダ、英国などがSMRで原子力分野の巻き返しを図っている。
2021年5月、国際エネルギー機関(IEA)は、2050年の脱炭素を想定した「ネット・ゼロ・シナリオ」を公表し、達成に向け原子力発電の貢献を重視している。先進国ではSMR開発に重点が置かれ、2021~2035年にかけて約450万kW/年で拡大すると予測している。
ところで、米国では電気出力:30万kW以下の軽水炉を「SMR」と呼び、非軽水炉型の炉は出力に関係なく「新型炉」と定義し区別している。また、英国では出力:100万kW以下の小型軽水炉を「SMR」と呼び、非軽水炉型の先進モジュール炉(AMR:Advanced Modular Reactor)とは区別している。
本稿では、米国方式の分類に従い小型軽水炉である「SMR」と、非軽水炉型の「新型炉」の開発動向を区別し、まずは小型軽水炉「SMR」の開発動向についてレビューする。
また、小型モジュール炉の中でも、熱出力:2万kW以下、または電気出力:1万kW以下の超小型の原子炉は「マイクロ炉」や「マイクロリアクター」と呼ばれる。その多くはトラックや輸送コンテナで運べる規模で、ディーゼル発電機に代る小型分散型電源として、多様な利用をめざして開発が進められている。
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