OECD/NEA報告の「小型モジューラ炉SMR：機会と挑戦」レポート

　本レポートは、2019年10月25日に開催された「第139回OECD/NEA運営委員会」で行われた「小型モジュール炉に関する政策説明会」のために作成された背景資料をレポート化したものです。OECD/NEAの原子力技術開発・経済部門（NEA/NTE）のAntonio Vaya Soler氏とMichel Berthélemy氏が、背景資料に基づいて今回のレポートを作成しました。
　本レポートの前書きで、以下の背景を紹介しています。

• 導入部
  2011年、OECD/NEAは、SMRの経済性に影響を与える要因に焦点を当て「Current Status, Technical Feasibility and Economics of Small Nuclear Reactors (NEA, 2011)」のレポートを発表しました。この報告書に続いて発表されたのが 「Small Modular Reactors: Nuclear Energy Market Potential for Near-Term Deployment (NEA, 2016)」です。本報告書では、2035年までの世界のSMR市場の規模を初めて推定し、将来の見通しは、ライセンス供与の成功やサプライチェーンの成熟度などの要因によって強く変化する可能性があると結論づけています。
  
  エネルギー市場は、より野心的な脱炭素政策に支えられ、並行して進化し続けており、その結果、SMRを含むすべての低炭素技術に新たな機会がもたらされました。加えて、OECD諸国の最近の原子力プロジェクトでは、従来型の原子力発電所をベースにしたプロジェクトが困難に直面しています。また、OECD諸国の最近の原子力プロジェクトは、伝統的な大型の第三世代原子力発電所の設計に基づいているため、より低コストで建設が容易な原子力技術への要望がさらに高まっています。
  
  本報告書は、このような状況下での最新のNEAレポートであり、SMR技術の包括的な概要を示し、これらの技術が大規模な展開と経済的な競争力を得るために克服しなければならない課題の評価を実施しています。また、これまでの出版物の技術的、経済的、市場的側面を概観し、ライセンス、規制、法律、サプライチェーンの問題を検討しています。SMR開発の次のステップでは、グローバルで強固なSMR市場を構築するために、これらの相互に関連するすべての側面において、より広範な国際協力と政府の支援が必要となります。
  
  OECD/NEAでは、このような動機も基づき、検討を継続し、本レポートを発行しました。その結論は、以下の見解を含むものです。
  



• エクゼクティブサマリー
  


• 成熟度の異なる多数の小型モジュール炉コンセプト
  小型モジュール炉（SMR）は、一般的に出力が10MWeから300MWeの原子炉と定義されます。SMRには、建設コスト/スケジュール等の予測精度を高め、建設コストの削減と納期の短縮につながるいくつかの技術的特徴があります。出力が10MWe以下のものは、半自律的な運用を目的としているプラントが多く マイクロ・モジュラー・リアクター（MMR）と呼ばれています。国際原子力機関（IAEA）によると、現在、約70のSMR コンセプトが開発されており、2018年に比べて40％増加しています。
  SMRという用語は、すべての小型原子炉を指すものとして世界中で採用されていますが、現在開発中のSMRは、用途によって大きな違いがあります。
  これらのSMRの設計では、さまざまな冷却材や燃料が使用されており、技術成熟度（TRL）やライセンス成熟度（LRL）も異なります。また、SMRの導入にあたっては、単一ユニットや複数モジュールのプラントから、浮体式（バージ搭載）ユニットなどの移動式パワーセットまで、さまざまな構成を採用することができます。また、モジュール化の程度も設計によって異なります。ベンダーが提案している最も成熟したSMRコンセプトは、世界中で稼働している軽水炉（LWR-SMR）の第2世代および第3世代/第3世代+の進化型であり、何十年にもわたる運転と規制の経験が生かされています。これらは、開発中のSMR設計の約50％を占めています。残りの50％のSMR設計は、代替冷却材（液体金属、ガス、溶融塩など）、先進燃料、革新的なシステム構成を取り入れた第4世代の原子炉（Gen IV SMR）に相当します。第4世代に基づく設計は、軽水炉と同じレベルの運転経験や規制経験を持っておらず、いくつかの分野ではまだ追加の研究が必要ですが、それにもかかわらず、開発者や規制当局が利用できる過去の研究開発の広範な歴史の恩恵を受けています。
  


• SMRの競争力の中心となるのは、新しいデリバリーモデルと価値提案
  SMRのサイズが小さいということは、スケールメリットの恩恵を受けられないということです。この経済的課題を克服するためには、シリーズ化が必須となります。そのため、SMRの設計は、大型原子炉に比べてモジュール化、簡素化、標準化の度合いが高く、学習曲線が加速されるはずです。工場での製造は、建設リスクを低減し、学習を促進し、新しい製造技術の導入を可能にし、品質管理が強化された環境を提供する。これらの利点のいくつかは、すでに他の産業で実証されていますが、SMRではまだ実証する必要があります。
  同時に、サイズが小さく、納期が短くなることが予測されるため、大型の原子炉に比べて、SMRの初期投資を抑えることができます。その結果として その結果、潜在的な顧客や投資家の財務リスクが低減され、SMRがより手頃な選択肢となる可能性があります。SMRの価値提案の魅力を高めるその他の特徴は、SMRの柔軟性（負荷追従性の向上と非電力アプリケーションの両方）に関連しています。システムコスト面でのメリットや新たな市場機会をもたらし、大型原子力発電所の利用が困難な地域や分野での原子力利用を促進します。
  


• 規制・法的枠組みの見直しの必要性
  現在適用されている国際原子力条約が起草された時点では、これらの新技術は想定されていなかったため、必要に応じて、現在評価または実施されている革新的なSMRのコンセプトに適合させるために、このような条約を見直す必要があります。
  例えば、現在の許認可の枠組みは、典型的には、濃縮度5％以下の酸化ウラン燃料を使用する大型の単機軽水炉の豊富な経験に依存しています。現在提案されている軽水炉ベースのSMRは、運転条件や燃料配置が類似しています。そのため、認可プロセスが容易になると期待されています。しかし、新しい設計の主な難点は、経験ベースが限られているために、安全性を実証し、承認することが困難であることです。より効率的な受動的安全機能、より少ない、より厳しい故障モード、オフサイトの緊急時計画区域（EPZ）の縮小を行ったセーフティケースを実証し、承認することが困難であることです。さらには 燃料や冷却材の変更は、これまでの規制のパラダイムからの変更が大きく、より柔軟な認可アプローチが必要になるかもしれません。そのため、原子力安全規制機関の中でかなりの量の新しい専門知識を開発する必要があります。
  


• SMR開発の経験を積むNEA諸国
  多くのNEA加盟国が、国内プログラムでの開発や、実証炉や実証施設（FOAK）の建設を促進するなど、さまざまなアプローチでSMR開発を支援しています。例えば、米国エネルギー省（DOE）は、官民パートナーシップを通じて選ばれたSMR企業に費用面での支援を行い、これらの企業に国立研究所の実験施設を利用させています。また、英国では 2050年のカーボンニュートラル目標達成に必要な技術ポートフォリオの一環として、SMRに資金援助を行っています。また、カナダやフィンランドなどの国々では、新技術の導入をより効果的にサポートするために、ライセンス制度を含む政策的枠組みの策定に注力しています。
  


• SMRの大規模導入に向けた課題
  SMRの経済的合理性を評価する際には、市場の問題が重要となります。SMRが民間航空機のように大量生産されれば、その経済効果は大きいですが、そのためには一種類SMRの市場が比較的大きいことが必要となり、そのためにはグローバルな市場が必要であると同時に、現在開発中の多くの設計のうち、最終的にそのようなグローバルな市場を確立できるのはごく一部の設計に限られる可能性を示唆しています。
  グローバル市場を支えるためには、規制の調和が必要であり、ベンダーが提案するデザインの数を減らす必要があります。さらに、SMRは実証されていない革新的な技術を導入しており、これが新たな技術リスクにつながる可能性もあります。しかし、SMRの成熟度が高まり、最初の実証機が稼働するにつれて、これらのリスクのいくつかは軽減され、潜在的な顧客の関心を高めることになるでしょう。
  また、サプライチェーンは、工場での製造能力、高アッセイ低濃縮ウラン（HAL）のタイムリーな入手を確保し、SMRの市場の出現をサポートする準備ができていなければなりません。必要なスキルや研究開発（R&D）のインフラを確保することも必要です。なお、これらのSMRのいくつかは、避難区域を最小限に抑え、原子炉を大規模な人口中心地の近くに設置しようとしているため、市民参加という点で、新たな課題が生じる可能性があります。
  


• 政府支援と国際協力：SMR導入のための重要な推奨事項
  SMRオプションを支持する国は、政府の支援と国際的な協力が重要な役割を果たすと考えています。
  

• パブリック・エンゲージメント
  このプロジェクトでは、国際的な協力関係を構築することが重要です。
  地域社会とのパブリック・エンゲージメントを通じて、アーリーアダプターが学んだ教訓や課題、ベスト・プラクティスに関する情報を交換することができます。
  


• SMRの実証炉の建設
  政府は FOAK実証プロジェクトを様々な形で支援することができます。長期の電力購入契約から、より多くの投資家を惹きつけるために建設リスクを最小化する費用負担メカニズムなど、さまざまな形でFOAK実証プロジェクトを支援できます。必要な許認可制度と審査能力を構築する規制当局の努力を支援することも重要です。並行して、最初の実証ユニットを受け入れ、必要な研究インフラに資金を提供することで、研究を効果的な推進する努力を続けるべきです。
  


• ライセンス制度の調和
  大型原子炉や他の規制の厳しい分野での既存の共同フレームワークを活用することで、調和の形成を進めることができます。完全な調和は現実的あるいは、いくつかの点では望ましくないかもしれないですが、意味のある共通の規制的立場を達成できる分野では努力を続けるべきです。
  NEAは、多国間設計評価プログラム（MDEP）の下で実施されたような多国間のライセンス調整、二国間の協力を検討している。ライセンスの調整、二国間協力、共同安全性評価などをNEAが推進しています。また、SMR設計の選定プロセスを促進することができる、プレライセンスレベル段階での調和形成の機会も存在します。
  


• 製造能力の維持/開発
  数台のSMRを導入する国家原子力計画を約束することで、政府はプラント製造能力を維持/向上することができます。すでに大規模な原子力プロジェクトに携わっている国は、既存の能力と新規製造能力の相乗効果を期待することができます。また、潜在的なリスクを共有するために、各国間の主要なパートナーシップや産業界の協力関係を模索することもできます。なお、市場の見通しを適切にサポートするために、燃料サイクルの問題の解決を図る必要があります。