ポッドキャスト: フィンランドの革新的な SMR は地域暖房の脱炭素化を目指す : 展望

2024年8月23日

ステディ・エナジーのCEO、トミー・ナイマン氏は、電気ではなく熱だけを生成するように設計されたLDR-50小型モジュール原子炉の目的について説明します。

ステディ・エナジーは、2023年にフィンランドの国営VTT技術研究センターからスピンアウトし、約150°Cで動作するように設計された熱出力50MWのLDR-50小型モジュール炉を開発しています。世界中で開発されている他のほぼすべての小型モジュール炉とは異なり、この原子炉は電気、または電気と熱を生成するようには設計されていません。代わりに、熱を生成することだけを目的として設計されています。

ナイマンは、CERNでヒッグス粒子プロジェクトを含む機械工学のエンジニアとして働いた後、フィンランドの電力会社TVOで15年間勤務し、オルキルオト3のプロジェクト管理チームに所属し、最近ではフィンランドの国立研究所VTTに勤務した。 世界の核ニュース LDR-50 の背景にある考え方を説明するポッドキャストです。以下は彼のインタビューからの編集された引用です:

熱のみのSMRのアイデアの誕生

「VTT の目標は、イノベーションを現実のものにすることであり、科学論文を作成することだけではありませんでした… 研究者は、CO2 排出量のほぼ 10% が水または蒸気を 150°C に加熱することで発生していることを発見しました。VTT では、原子力エネルギーを最も経済的に活用できる市場を見つけることに興味がありました。LDR-50 のイノベーションは、「低温熱市場のみをカバーするシンプルなものを構築してはどうか」というコンセプトから生まれました。気候危機の状況では、原子力は非常に良い選択肢ですが、問題は、原子力を多額の補助金なしで利用できるように、経済的に健全なプロジェクトを実現することです。原子力を使用する最も経済的な方法は、熱を電気に使用せずに熱エネルギーを生成することだけであることはわかっています。したがって、これがイノベーションの起源です。加熱目的のみの原子炉を構築してはどうか。」

LDR-50 の外観（画像: Steady Energy）

熱だけを生成する SMR の利点は何ですか?

「シンプルさは当社の技術の要です。当社は原点に立ち返り、利用可能なすべての知識と技術を基に構築しています。シンプルさは、当社の顧客や市場である公共事業体や自治体のエネルギー組織が抱える経済的制約に取り組むことにつながります。製品は、彼らの投資ポートフォリオに適合する必要があります。熱だけを生成することで、原子力発電所の機器の量を 50% 削減でき、特に低温熱 (いわゆる 150°C 以下) に集中すると、技術的条件がより耐えやすくなります。原子炉容器内の動作圧力 (10 bar/145 psi 以下) は、電力生産用に設計された原子炉 (エスプレッソ マシンと同レベル) の 20 分の 1 であるため、圧力容器の厚さは数センチですが、大型原子炉では 20 センチになります。これにより、コスト構造がはるかにシンプルかつ経済的になります。」

暖房費はいくらですか？

「私たちが目指すエネルギーコストは、電力会社がどのように運用したいかにもよりますが、1MWhあたり40ユーロ以下です。覚えておいていただきたいのは、私たちは原子炉で生産されるエネルギーのほぼ100％を活用していますが、電気を生産する原子炉では、損失と崩壊熱としてエネルギーの60％が失われるということです。」

地域暖房計画の利点は何ですか?

「地域暖房ネットワークは、通常、地下に構築され、温水または場合によっては蒸気を各住宅に供給します。各住宅または住宅ブロックには独自の熱交換器があり、そこから熱が各家庭に分配されます。これらは、電線に似た長寿命のインフラストラクチャです。ヨーロッパには 17,000 を超える暖房ネットワークがありますが、通常、どこから熱が来るかを考えずに家に熱が届くため、目に見えず、あまり知られていません。集中化でき、規模の経済の恩恵を受けることができるため、家庭に熱を供給する効率的な方法です。ヨーロッパでは、地域暖房の使用を増やし、ネットワークの数を 3 倍にすることについて議論されています。したがって、現在、このようなネットワークで暖房されている 2,400 万世帯は、8,000 万世帯に増加する可能性があります。」

トミー・ナイマン（画像：Steady Energy）

地域暖房の脱炭素化は気候にどのような影響を与えるでしょうか?

「フィンランド、スウェーデン、ポーランドなど、最も有望な市場で特定したネットワークを脱炭素化することで、6,000万トン以上のCO2排出量を即時に削減できると計算しています。これは驚くべき量であり、水を150°Cに加熱することで削減できるCO2排出量をすべて計算すると、ギガトン規模のCO2削減になります。フィンランドの首都の市営企業であるヘレンは、2030年代に化石燃料、バイオマス、燃焼全般の使用をやめる戦略を打ち出しました。このようなCO2排出量削減戦略により、原子力加熱は非常に有望な解決策であることが実証されています。実際、ヘルシンキだけで最大10基の原子炉を建設する意向書に署名しました。」

予定されているタイムラインは何ですか?

「私たちは、まずパイロットプラントにたどり着くロードマップを持っています。これは電気抵抗器を備えた1対1スケールのリアクターモジュールで、電気ボイラーのようなものですが、その目的はボイラーの熱ハードウェア動作を実証することです。1対1スケールなので、サプライチェーンが提供可能であるという証明も得たいと思っています。来年にはパイロットプラントの建設を開始したいと考えており、現在は建設場所の選定段階にあります。同時に、コンセプト評価を準備し、必要な規制措置を講じています。2028年に最初のプラント契約を締結し、2030年までに最初のプラントを稼働させたいと考えています。」

規制上のハードルはどうでしょうか?

「フィンランドでは、それほど大きなハードルはありません。私たちが通過しなければならないのは、エンジニアリングの面だけで、私たちの簡素化された原子炉が期待通りに機能することを実証する必要があります。私たちは、都市内であっても、既存のネットワークのすぐ近くに原子力発電所を建設することができます。かつては、原子力発電所の周囲に 5 キロメートルの立入禁止区域を設けるという絶対的な要件がありましたが、現在、規制は別の角度から見ています。私たちは、より短い距離で同様の安全性を達成できることを実証する必要があります。また、私たちは受動的な安全システムを備えた岩盤の地下に発電所を建設しているので、地上の立入禁止区域は、事実上、発電所にアクセスするために使用するフェンスで囲まれたエリアです。自治体のプロセス、つまりゾーニングなどのため、発電所をどこにどのように建設するかという計画面の進捗は、多少遅くなるかもしれません。」

地域暖房以外の用途についてはどうでしょうか?

「淡水化は興味深い選択肢の 1 つです。また、工業用熱も興味深い選択肢です。医療、食品、パルプ、製紙など、乾燥プロセスや殺菌に熱エネルギーの利用が重要な工場では、蒸気や水が使用され、約 100°C まで加熱されるため、当社にとって大きな市場が生まれます。当社は、このことに関する知識を高め、原子力の新しい市場を獲得する必要があります。原子力といえば、一般的に電気を思い浮かべる人が多いでしょう。そのため、原子力エネルギーでクリーンかつ経済的な熱を利用できるという理解を広めることが、当社のマーケティング活動となります。また、潜在的な顧客にとってシンプルなものにしたいと考えており、プラントを販売するだけでなく、使用済み燃料の地層処分に至るまで、サービス契約も提供しています。」

原子力の一般的な見通しについて

「近年、世界は急速に変化しており、原子力エネルギーは、エネルギー源として将来何が役立つかという交渉や議論の場に今や加わっています。私たちは、原子力の恩恵がかなり早く得られることを人々に理解してもらうために、原子力の新たな市場を獲得するためにここにいます。現在でも、全エネルギーの 80% は化石燃料から得られていますが、このジレンマを解決するための新しい解決策をもたらすことができるという期待が高まっています。」

* また、このワールド・ニュークリア・ニュース・ポッドキャストでは、インド、南アフリカ、米国のウラン生産の動向に関するニュース速報を取り上げています。すべての主要ポッドキャスト・プラットフォームで視聴および購読できます。

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ワールド・ニュークリア・ニュースによる調査と執筆