1. SMR（小型モジュール炉）とは何か？

SMR（Small Modular Reactor）、すなわち小型モジュール炉は、従来の大型原子力発電所とは一線を画す、革新的な原子力発電技術です。その名の通り「小型」で「モジュール化」されている点が最大の特徴であり、出力は30万kW以下と定義されています。工場で主要なコンポーネントを製造し、建設現場で組み立てるというモジュール化された手法は、建設期間の短縮、コストの削減、そして品質の均一化を可能にします。さらに、その小型さゆえに広大な敷地を必要とせず、多様な場所への設置が可能となる点も注目されています。

【なぜ今、SMRが注目されるのか？】

SMRへの期待が高まっている背景には、地球規模でのエネルギー問題と気候変動への危機感があります。脱炭素社会の実現に向け再生可能エネルギーの導入が加速する一方で、電力供給の安定性という課題も浮上しています。太陽光や風力といった再生可能エネルギーは、天候に左右されやすく、安定したベースロード電源としての役割を果たすには限界があると言われています。

SMRは、この課題に対する解決策のひとつとして考えられています。従来の大型原発と同様に二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギー源でありながら、より高い安全性、柔軟な運用性、そして経済性を兼ね備えることで、エネルギーミックスにおける重要な選択肢となり得るのです。

2. SMR開発の世界的動向：競争と協力の時代

SMRの開発は、世界各国で熾烈な競争と同時に活発な国際協力が行われています。特に米国、中国、ロシア、英国、カナダなどが開発をリードしており、それぞれ異なる設計思想や技術的アプローチを採用しています。

【米国】多様な炉型と積極的な政策支援

米国はSMR開発の牽引役の一つであり、政府からの強力な支援を受けて、複数の企業が多様な炉型の開発を進めています。代表的なものとしては、ニュースケール・パワー社が開発するPWR（加圧水型軽水炉）「NuScale Power Module（NPM）」が挙げられます。この設計は2022年に米国原子力規制委員会（NRC）から世界で初めて設計認証を取得し、大きな注目を集めました。

しかし、その後の商業化への道のりは平坦ではありません。 2023年11月、同社の技術を採用する最初の商業プロジェクトとして期待されていたアイダホ州のCFPP（無炭素電力プロジェクト）が、建設コストの高騰などを理由に中止となりました。この出来事は、SMRが直面する経済的な課題を浮き彫りにした象徴的な事例と言えます。とはいえ、ニュースケール社はウクライナやルーマニアなど東欧諸国での展開を目指しており、米国のSMR開発を牽引する存在であることに変わりはありません。

またテラパワー社が開発を進めるナトリウム冷却高速炉「Natrium」は、溶融塩貯蔵システムを併設することで、再生可能エネルギーとの連携や電力系統の安定化に貢献することが期待されています。その他、高温ガス炉や溶融塩炉など、革新的な炉型の開発も活発です。米国エネルギー省（DOE）は、SMRの実証プロジェクトに対する資金援助や技術支援を積極的に行っており、SMR産業の育成に国家として取り組んでいます。

【中国】国産技術の確立と迅速な導入

中国は独自の技術開発に基づいたSMRの導入に積極的です。中国核工業集団（CNNC）が開発する「ACP100（玲竜一号）」は、加圧水型軽水炉をベースとしたSMRで、すでに海南省昌江原子力発電所で建設が進められています。これは、世界で初めて商業運転に向けた建設が開始されたSMRとして注目を集めています。中国は、国内のエネルギー需要の高まりに対応するためSMRの迅速な導入を目指しており、その建設ペースは目覚ましいものがあります。

【ロシア】浮体式原子力発電所の導入と輸出戦略

ロシアは小型化・モジュール化技術をいち早く実用化した国の一つです。すでに浮体式原子力発電所「アカデミック・ロモノソフ号」を建造し、北極圏の僻地での電力供給に活用しています。これはSMRの柔軟な設置可能性を示す好例と言えるでしょう。ロシア国営原子力企業ロスアトムは小型炉技術の輸出にも積極的であり、国際市場における存在感を高めています。

【英国・カナダ】先進炉開発と規制枠組みの整備

英国はロールス・ロイス社が開発するPWR型のSMRに注力しており、政府も資金援助を行っています。カナダは先進的なSMR技術の開発に積極的で、オンタリオ州やサスカチュワン州でSMRの導入計画が進んでいます。両国ともにSMRの安全規制枠組みの整備にも力を入れており、将来的な導入を見据えた基盤作りを進めています。

3. SMRのイノベーション、安全性、柔軟性、そして経済性

SMRは単に既存の大型原発を小型化しただけではありません。そこには、安全性、柔軟性、そして経済性といった側面で、数々の革新的な技術と設計思想が組み込まれています。

（１）安全性の向上

SMRは受動的安全システム（Passive Safety System）の導入により、従来型の原子炉に比べて安全性を向上させています。これは、外部からの電力供給や人間の操作に頼ることなく、自然の物理法則（重力、自然対流、蒸発など）を利用して炉心を冷却し、事故を未然に防ぐ、あるいは事故の影響を最小限に抑えるシステムです。例えば、炉心冷却材の喪失事故が発生した場合でも自動的に冷却水が供給される仕組みや、自然対流によって熱が除去される設計が採用されています。これにより東日本大震災の津波による福島第一原子力発電所事故のような外部電源喪失時にも、炉心の安全を確保できる可能性が高まります。

また第4世代原子炉と呼ばれる設計思想を取り入れたSMRでは、原理的に炉心溶融（メルトダウン）を起こさない、あるいはそのリスクを極限まで低減する設計が検討されています。 例えば高温ガス炉は、燃料をセラミックで多重に被覆し、1600℃といった高温にも耐えられるため、冷却材喪失時でも燃料の健全性を維持できます。また溶融塩炉は液体燃料を使用するため、万が一の場合でも燃料が固化し、深刻な事態に進展しにくいという特徴があります。 これらの革新炉は、万が一の事故時にも放射性物質の放出リスクを従来型の原子炉より低く抑えることが可能です。

（２）柔軟な運用と多様な応用

SMRの小型モジュール化は、運用面での柔軟性を飛躍的に高めます。

• 分散型電源としての活用
  大規模な送電網が不要なため、電力網が未発達な地域や、特定の産業施設（例：データセンター、製鉄所、水素製造プラントなど）の近くに直接設置し、独立した電力供給源とすることが可能です。これにより送電ロスを低減し、電力供給の安定性を向上させることができます。
• 再生可能エネルギーとの連携
  SMRは出力調整が比較的容易なため、間欠的な再生可能エネルギー（太陽光、風力）の変動を補完する役割を果たすことができます。再生可能エネルギーが豊富に発電される時間帯はSMRの出力を抑え、不足する時間帯にSMRが稼働することで、電力系統全体の安定化に貢献します。一部のSMRは高温の熱を供給できるため、余剰電力で水を電気分解して水素を製造したり、地域熱供給システムに利用したりするなど、多目的な利用も期待されています。
• 熱供給と非電力用途
  SMRから発生する熱は、電力生産だけでなく、産業プロセスへの熱供給（製油所、化学工場など）、海水淡水化、地域暖房システムなど、多様な非電力用途に活用することができます。これは、エネルギーの総合的な効率を高め、化石燃料への依存度をさらに低減することにつながります。
• 僻地・離島への電力供給
  輸送が容易なため、従来の大型原発では建設が困難であった僻地や離島への電力供給源としても有望です。これにより、これらの地域の生活の質の向上や産業振興に貢献できる可能性があります。
• 経済性と導入障壁の低減
  SMRは理論上、そのモジュール化された建設手法と小型化により、経済面で大きなメリットをもたらすと期待されています。
• 建設コストの削減と期間短縮
  工場でのモジュール製造により建設現場での作業が簡素化され、品質管理が容易になります。これにより建設期間が大幅に短縮され、それに伴う金融コストも削減されます。従来の大型原発が抱える建設遅延やコスト超過のリスクを低減できる可能性があります。
• 投資リスクの分散
  段階的な導入が可能なため、一度に巨額の初期投資を必要とせず、市場の需要や電力価格の変動に合わせて柔軟に設備を増強することができます。これにより投資リスクを分散し、より多くの企業や投資家がSMRプロジェクトに参加しやすくなります。
• 効率的な運転・保守
  小型化されたシステムは、運用・保守の効率化にも寄与します。必要な人員や資材が少なく、定期検査や燃料交換作業もより迅速に行える可能性があります。
• 立地制約の緩和
  小型であるため、従来の大型原発に比べて立地制約が緩和されます。これにより送電線の整備コストを抑えたり、電力需要地に近い場所に設置したりすることが可能になります。

【経済性の確立は最大の課題】

上記のような経済的メリットが期待される一方で、その確立はSMRが直面する最大の課題の一つです。提案1で触れたニュースケール社のプロジェクト中止事例が示すように、現状では原材料費や人件費の高騰により、量産効果が発揮されるまでの「初号機」のコストは依然として高い水準にあります。今後サプライチェーンの成熟と標準化を通じて、いかに理論上のコストメリットを実現できるかが、普及の鍵を握っています。

4. SMRが直面する課題と今後の展望

SMRは、多くの可能性を秘めている一方で、いくつかの課題に直面しています。

• 規制・許認可の整備
  各国の規制当局はSMRの新しい設計に対応するための規制枠組みの整備を進めていますが、まだ確立されていない部分も多く残されています。標準化された設計認証プロセスや、迅速な許認可手続きの確立が、SMRの商業展開を加速させる上で不可欠です。
• 経済性の確立とサプライチェーンの構築
  量産効果によるコスト削減は期待されますが、現時点では初期のSMRプロジェクトのコストはまだ高止まりしています。競争力のある価格を実現し、大規模な展開を可能にするためには、グローバルなサプライチェーンの構築と規模の経済性の追求が求められます。
• 社会的受容性と核廃棄物の問題
  

  原子力発電に対する社会の懸念は根強く、SMRであっても、その安全性について透明性のある情報開示と丁寧な対話が不可欠です。特に核廃棄物の問題は避けて通れません。一部の研究では、SMRは発電量あたりで見た場合に、大型軽水炉よりも多くの使用済み核燃料や放射性廃棄物を生成する可能性が指摘されています。炉型によって廃棄物の種類や量は異なりますが、最終処分場の問題が未解決である点は大型炉と共通の課題です。SMRの推進には、こうした負の側面も含めた包括的な議論と、国民的な合意形成が求められます。

• 核不拡散への懸念
  SMRは小型であるため、核拡散のリスクが増加するという懸念も存在します。燃料の供給、使用済み燃料の管理、核物質の追跡可能性など、厳格な核不拡散体制の確立が国際社会全体で求められます。

5. 日本におけるSMR開発の動向

世界でSMR開発が活発化する中、日本でも政府と民間企業が連携し、開発に向けた動きを本格化させています。

（１）政府のエネルギー政策とSMR

政府は2022年に策定した「GX（グリーン・トランスフォーメーション）実現に向けた基本方針」の中で、次世代革新炉の開発・建設を推進する方針を明確に打ち出しました。SMRは、既存の原発のリプレース（建て替え）や再生可能エネルギーを補完する電源としての活用が期待されています。

（２）国内企業の取り組み

日本の主要な重工メーカーも、独自のSMR開発に乗り出しています。

・三菱重工業

革新軽水炉「SRZ-1200」や、より安全性の高い高温ガス炉の開発を進めています。海外企業との共同開発にも積極的です。

・日立GEニュークリア・エナジー

米国GE日立社が開発する高速炉「BWRX-300」の日本国内での建設を目指し、電力会社との連携を進めています。このBWRX-300は、カナダやポーランドですでに建設に向けた具体的な計画が進行中です。

このように日本国内においても、SMRは単なる海外の話題ではなく、将来のエネルギー安定供給と脱炭素社会実現に向けた重要な選択肢として、具体的な検討が進められています。

6. まとめ、エネルギーの未来を切り拓くSMR

SMRは、気候変動対策とエネルギー安定供給という二つの大きな課題に対するソリューションのひとつとしてその姿を現しています。その安全性、運用の柔軟性、そして経済性は、従来のエネルギーシステムに変革をもたらす可能性を秘めています。開発競争は激しさを増しており、技術的な進歩は日進月歩で進んでいます。一方で乗り越えるべき課題も山積していますが、規制当局、産業界、そして国際社会は連携してこれらの課題に取組んでいます。持続可能でクリーンなエネルギー社会の実現に向けて、SMRの今後の展開に注目していきたいと思います。

【参考文献・データ出典】

• 国際原子力機関（IAEA） - SMR関連報告書
• 米国エネルギー省（DOE） - Advanced Reactors & Small Modular Reactors
• 経済産業省 資源エネルギー庁 - GX実現に向けた基本方針