米国の原子力発電 ― 現状、見通し、および気候への影響

原子力発電は、旧い形式と潜在的な新しい形式の両面で、集中的に推進され、補助金もますます増えています。しかし、同時に、本質的に経済性が低いため、世界的に商業的な崩壊が進行しています。米国の文脈をまとめた本稿は、原子力発電に運用上の必要性がないこと、ビジネスケースや気候変動対策としての有用性がないことを強調して、この2つの傾向を記録しています。


 

2020年に世界で追加された原子力発電設備容量は552.1万kW1International Atomic Energy Agency (IAEA) PRIS, NPP Status Changes, 2020.で、電力系統に追加されたリチウムイオン蓄電池の549.1万kW2Bloomberg New Energy Finance (BNEF), 2H-2021 Energy Storage Market Outlook, 28 July 2021. Of those additions, 1.464 GW were in the US: A. Colthorpe, “In 2020 the US went beyond a gigawatt of advanced energy storage installations for the first time ever,” Energy Storage News, 4 Mar 2021.をわずかに上回っただけでした。平均的な原子炉の寿命は29年で、世界最大の原子炉を保有する米国では39年でした。2020年には、保守やアップグレードのコスト、安全上の懸念、そしてしばしば単純な運転上の不適合によって、世界中の原子力発電所所有者が516万5,000kWを閉鎖したのは驚くことではありません。その結果、原子力発電の純増設分は35万6,000kWとなりました。しかし、同年、世界では自然エネルギーが2億7,830万kW(水力発電を除くと2億5,700万kW)増加し3International Energy Agency (IEA), “Renewable Energy Market Update 2021,” May 2021. The authoritative nongovernmental REN21 Re-newables 2021 Global Status Report, 14 Jun 2021, 2020年の非水力発電の追加容量は256GW.、これは原子力発電の782倍です。これを2020年の米国の平均発電設備利用率で調整すると4US Energy Information Administration (USEIA), “Table 6.07.B. Capacity Factors for Utility Scale Generators Primarily Using Non-Fossil Fuels”:原子力92.5%、地熱74.3%、非木材バイオマス63.2%、木材58.4%、水力41.5%、風力35.4%、太陽光24.9%等。IEA(註3)によれば、2020年の太陽光発電は134GW、風力は113.6GW、水力は20.6GW、その他は101GWで、それぞれ稼働日からカウントして全プロジェクトの加重平均として計算している。これを世界の2020年純増容量(278.3GW)に当てはめると、2020年の純増容量は約827GWとなり、平均設備容量係数は0.30と推定される。比較のために、IRENA の Renewable Energy Statistics 2021 は、2.542TW の自然エネルギーによる 2019 年の世界生産量を 6,963TWh と報告しており、設置時期-合理的合意による調整前の平均容量係数は 0.31 となります。、2020年の自然エネルギー発電量の純増は、原子力の純増と比べて、世界の年間カーボンフリー電力供給量を約232倍も増加させたことになります。つまり、2020年全体の原子力発電の純増は、自然エネルギーが同年の38時間分で増加したのと同程度にしか増えなかったのです。また、自然エネルギーは、10〜20倍の資金(ほとんどが民間の自発的な投資)を受けています52019年に発表されたFrankfurt School/UN Environment Programme/BNEF, “Global Trends in Renewable Energy Investment 2020”のP8では、現代の自然エネルギーに2,822億ドル(プラス大型水力に150億ドル、P33)対新規原子力に〜150億ドルと報告、〜2,972億ドル/〜150億ドル=19.8。World Nuclear Industry Status Report 2021(WNISR)、p291では、2020年の原子力発電のコミットメント(~183億ドル)が若干高くなると推定されている。2021年の予備予測では、原子力が$31b$37bであるのに対し、エネルギー効率化は$311b、自然エネルギーは$366b$367bと、〜10倍の比率になっている。WNISRでは、原子力への投資はすべて建設開始年に割り当てられているなど、方法は様々。本記事ではUSドルを使用。。一方、原子力の投資は主に税収や顧客から徴収した資金を利用しています。これらの比率は、今後も継続または強化されると思われます6World Nuclear Industry Status Report 2021, p. 64, では、2021年7月1日時点で、世界の原子力発電容量は2023年までわずかに変動し、その後急落、2050年まで毎年減少し、この10年間で95GW、2030年代で77GW、2040年代で70GW純減すると予測している。現在の発電容量を一定に保つには、現在計画されていない15GW/年の追加発電が必要である(2011~2020年の平均の約3倍)。IEAや他のほとんどの予測は、2020年並みの自然エネルギーの成長がニューノーマルであることを示している。。実際、2021年には、世界の原子力発電設備容量は150万kW7International Atomic Energy Agency, PRIS database.または240万kW8World Nuclear Industry Status Report (WNISR), “Highest Number of Reactor Closures in a Decade,” 15 Feb 2022. The ten 2021 closure decisions were 3.5 GW greater than the six 2021 additions.減少し、これは過去13年間で7回目の減少です9BNEF, “Capacity and Generation” database (subscriber product), accessed 3 Mar 2022, plus 2021 data(註7-8参照)。一方、自然エネルギーは290万kW増加しました10International Energy Agency (IEA), Renewables 2021, Nov 2021.

通常の産業であれば、このような市場実績、ましてや悲惨な経済状況(後述)であれば、熱意も冷めるかもしれません。しかし、原子力産業の巨大なロビー活動やマーケティング力は、少なくとも年間数百億ドルの公的補助金を生み出し続け、今もなお急速に増え続けています。これは、米国や海外の多くの政治指導者たち(経済大国10カ国のうち7ヶ国が強力な原子力擁護派)の幅広い超党派的支持を反映しており、しばしば市民の選好や、これから述べるように、地球の気候を安定させるという目標に反しているのです。この一見パラドックスに見える問題を解決するために、米国における原子力の現状、競争環境、運用上の役割、見通し、気候への影響について、率直に私見を述べたいと思います。

1. 現状

1950年代半ばから1960年代にかけて原子力発電が登場した当時、垂直統合型で4分の3が民間資本だった米国の電力会社は、技術的にも文化的にも保守的だったため、原子力発電を望みませんでした。しかし、力のある連邦政府は、燃料に多額の補助金を出して原子力発電所を所有させ、事故責任をほとんど免除し、連邦政府の原子力事業者11Bupp & J.-C. Derian, Light Water: How the Nuclear Dream Dissolved, Basic Books (NY), 1978; A. Madrigal, “The Nuclear Breakthrough That Wasn’t,” Atlantic, 22 Mar 2011.に置き換えるという暗黙の脅しのもと、最終的にはおびただしい数の原子力発電所の建設を誘惑し、強要しました。1955〜2020年の間に、米国の電力会社は259基の原子炉を発注しました。実際に建設され、運転された数は、1990年の112基がピークで、1973年に建設がはじまったものが2016年に追加されました。2022年2月までに93基(95GW)が再稼働し、40基(19GW)が永久に閉鎖されました。2017年半ばの時点で、建設され、その地域の市場で競争力を維持し、1年以上の停止が少なくとも1回もなかったのは、28基(そのうちのいくつかは閉鎖予定)だけでした。化石燃料探査産業で言えば、総受注259基のうち28基が成功とは、89%もの「空井戸リスク」を意味します。

(原子力発電所の)建設コストと建設期間が容赦なく上昇してゆくのに12Koomey & N. Hultman, “A reactor-level analysis of busbar costs for US nuclear plants, 1970–2005,” Energy Policy 35(11):5630–5642 (2007). 180基の原子炉を国際的に分析した結果、97%が平均117%または12億ドルのコスト超過、64%が時間超過であり、電力インフラの選択肢の中でもっとも高い財務リスクを負っていることがわかった:B. Sovacool, A. Gilbert, & D. Nugent, “Risk, innovation, electricity infrastructure and construction cost overruns: Testing six hypotheses,” Energy 74:906–917 (2014).、原子力規制当局と原子力事業者は、最初のコスト増の痛みが数十年にわたる低コストの発電の先駆けとなると確信したことも、大きな間違いでした。いくつかの発電所は早期に故障し、他の発電所は運転コストが上昇し、数十年後、所有者は運転を継続するために新たな巨額の補助金を要求しているのです。このような傷だらけの経験から、資本市場は米国でも他の国でも、原子力発電所の新設に投資する気力がなくなっています。広く流布している神話に反して、この拒絶反応の原因とされる過度の事故(スリーマイル島、チェルノブイリ、福島第一)はすべて、ビジネスケースと投資家の信頼が崩壊した後に発生しています13このことは、公式の受注・中止の統計や、現代の報道が示すとおりである。例えば、TMI事故の3ヶ月前、1978年12月25日号のビジネスウィークのカバーストーリー特集「原子力のジレンマ:エネルギー不足の世界における原子の霧」(pp54-68)は、「次々と米国の原子力発電産業の灯が消えている。原子炉の受注は1973年の41基の最高値から今年はゼロに急落した。」ではじまっている。同号の並行する海外記事(P44、49)はこうはじまっている。「米国と同様、欧州と日本の原子力発電は、その30年の歴史の中で最も深刻な危機に直面している。」 もちろん、TMIは、それ以前の企業や国民の信頼の崩壊を強化し、深化させたが、それを引き起こしたのではない。

しかし最近では、1980年代後半からの業界全体の運用改善(主に原子力発電運用協会による)、問題のある原子炉の閉鎖や安全規制の緩和との組み合わせで、選別されて生き残った米国の原子力発電所が定格出力の92〜93%という素晴らしい出力を維持しています。2014年以降、90%を超える設備利用率を維持しており、世界平均の〜75%14IAEA PRIS(註1)、2020年のフランス平均の〜61%15それぞれ、IAEA PRIS(註1)、World Nuclear Industry Status Report 2021, 28 Sep 2021のRTEデータより。後者の資料では、負荷追従やヒートシンクの不備による出力喪失は除外されている。しかし、平均的な原子炉は115.5日、つまり約3分の1の期間、出力がゼロであった(p.87)。2020年の169日は少なくとも20基が、335日は少なくとも10基が、毎日、少なくとも6基が一度に停止していた。2022年4月下旬の稼働率は42~52%だった。を大きく上回っていますが、2022年には55〜59%に下がると公式に予測されています162000年のフェッセンハイム停止後の6,137万kWの容量と、フランス電力公社による2022年の出力予測295~315TWh、”EDF up-date its 2022 French nuclear output estimate”(2022年2月7日)に基づいている。。米国の残りの潜在的生産量は、定期的な燃料取替(取替時間は1990年代半ばから半減)に加え、その他の時期に必要なメンテナンスのために失われます。高い稼働率に加え、廃炉した830万kW17Nuclear Energy Institute (NEI), “Nuclear by the Numbers” 2020, p 18, 2013 through August 2020. を補うために現存する原子炉をアップグレードすることで、過去20年間、米国の発電に占める原子力の割合は約20%と世界シェアの2倍182020年の正味発電量は、世界では原子力10%、自然エネルギー29%、米国では原子力19.5%、自然エネルギー20.6%である。いずれも、原子力のシェアは停滞または低下し、再生可能エネルギーのシェアは急速に上昇している。2021年の速報値では、世界の発電量に占める原子力の割合は9.8%、米国は(11月まで)18.7%となっている。に達していましたが、今後10年間で廃炉が新規追加をはるかに上回り、低下すると考えられます。

既存の93基の原子炉を維持するための米国のサプライチェーンは、多かれ少なかれ存続していますが、米国の原子炉メーカー4社のうち、すべてが合併(GEと日立)、撤退、あるいは破綻し、最近ではウェスティングハウス19T. Hals, “How two cutting edge U.S. nuclear projects bankrupted Westinghouse,” Reuters, 1 May 2017. ウェスチングハウスは、これまでにもコンバスティオンエンジニアリングとストーン&ウェブスターの原子力事業を買収していた。が東芝に買収され、新しい米国プロジェクトによって破産し20D. Cardwell & J. Soble, “Westinghouse Files for Bankruptcy, in Blow to Nuclear Power,” N.Y. Times, 29 Mar 2017.、カナダの民間投資会社によって再建されています(最近売却を検討21Brookfield ‘at a crossroads’ on whether to sell Westinghouse,”, World Nuclear News, 8 Feb 2021. 現在、売却は休止しています。)。シーメンス・パワーエンジニアリングのCEOが1991年に「私たちの原子力発電所を購入できる国は電気を必要としないし、電気を必要とする国も原子炉を購入する余裕はないだろう」と予見したように22Quoted in M. Hibbs, “The Nuclear Renaissance?,” Mark News, Carnegie Endowment for International Peace, 30 Mar 2016.、輸出市場の開拓は難航しています。しかし、欠陥のある反増殖規制のもとで、特に新しいタイプの原子炉の提案については、政府の強力な推進が(国務省や国家安全保障会議内からも)続けられています。第一人者たちによる2022年の批評は、現在の米国内外の推進政策が、数十年にわたる忍耐強い核不拡散の努力を終わらせ、国家と世界の安全保障を危うくすることを確認しています23F. von Hippel, “Perspective: The DOE Ignores History, Risks Proliferation,” Energy Intelligence, 18 Feb 2022.。大型の新型原子炉に対する市場の意欲は、海外では貧弱であり、国内ではゼロです。そして、納税者が大部分または全額を負担してくれるだけの小型原子炉に対してのみ、意欲があります。したがって、縮小する国内原子力産業は、燃料補給、修理、廃炉などを凌いでいかなければならず、また、その廃棄物管理は、州の同意が不要な連邦の土地でおこなわれるのがもっとも妥当と思われます。

ウラン燃料については、米国ではほとんど採掘されませんが、世界的にはスズと同じくらい豊富で、安価な濃縮が心配なほど広がっています。再処理はコストが高く廃棄物管理が難しいことだけを示しているので、プルトニウム再利用や増殖炉はあまり話題になりません。しかし、一部の推進派は、「先進」原子炉が廃棄物解決策であると誤った説明を続けています。また、一部の設計では、米国が重大な核拡散リスクのために長い間放棄し、阻止しようとしてきた燃料サイクル活動を必要とするものもあります24註23参照

アメリカ国民の原子力発電に対する受容度は変動しており、どのように、誰が、誰に質問するかによって強く左右されます。原子力擁護派は、長期的かつ集中的な宣伝キャンペーンの後、2019年のギャラップ世論調査で互角と報告しましたが25American Nuclear Society, “Public opinion on nuclear energy: Turning a corner?,” Nuclear Newswire, 12 Jul 2019.、自然エネルギーははるかに大規模で一貫した支持を集めています。原子力業界の大半は、その苦境を不合理な国民の恐怖のせいにしています。多くの独立したオブザーバーは、原子力の新規建設は、既存のほとんどの、あるいはすべての原子力事業と同様に、ビジネスケースを欠いているため、これは真実ではなく、関係もないと考えています。そのため、中央計画経済のように政府によって義務づけられ、資金が提供されない限り、その導入はますます難しくなっています。不思議なことに、多くの保守派は、自由市場競争よりもこのアプローチを好みます。

数十年にわたる強い政治的圧力の後26F. von Hippel, “Biden can rescue the Nuclear Regulatory Commission from industry capture,” Bulletin of the Atomic Scientists, 27 Jan 2021; Union of Concerned Scientists (UCS), “Nuclear Plant Security,” 2014/2016; G. Jaczko, Confessions of a Rogue Nuclear Regulator, Simon & Schuster (NY), 2019.、米国の原子力安全およびセキュリティ規制は産業界に完全に取り込まれ、事業者の好みに合わせて規則やプロセスがアレンジされているようです。米国原子力規制委員会(NRC)の一部の技術専門家の技量と誠実さは称賛に値しますが、主要な問題については、彼らの役割は助言するだけであり、決定することではありません。福島原発事故後に産業界が合意した安全性向上策27Union of Concerned Scientists (UCS), “Preventing an American Fukushima,” 2016.を破棄し、事業者に自主点検をさせることを提案(後に撤回)したことは、この機関に対する国民の信頼感を低下させました28D. Lochbaum, “The Nuclear Regulatory Commission and Safety Culture: Do As I Say, Not As I Do,” UCS, 2017.。2022年のNRCの2つの驚くべき行動 − ほぼ前例のない認可拒否と、以前はゴム印で判を押すように認可していた80年への延長の取り消し − は、新たな警戒を示唆するかもしれませんが、一方で、新しい「改革」は、私が別のところで要約したように29A. Lovins, “Why Nuclear Power Is Bad for Your Wallet and the Climate,” BloombergLaw, 17 Dec 2021.、極めて危険な方向に進んでいます。

SMR(小型モジュール炉)の斬新な安全性30E. Lyman, “’Advanced’ Isn’t Always Better’,” UCS, 18 Mar 2021.と核拡散31註30参照; A. Glaser et al., “Resource Requirements and Proliferation Risks Associated with Small Modular Reactors,” Nuclear Technology 184(1), 2013; および註23参照.の問題は、細切れのスケジュールと予算を脅かすので、推進派は根幹の安全規制を攻撃しています。NRCの提案するパート5332USNRC, “Part 53—Risk Informed, Technology-Inclusive Regulatory Framework for Advanced Reactors,” accessed 2 Mar 2022.は、長い間進化してきた「規制の虜」を完璧なものにするものであり、特定の規定基準、厳格な品質管理、検証された技術性能に関する専門スタッフのエンドツーエンドのプロセスを、裏付けのない主張、独自のデータ、政治任命者の主観的リスク推定に移行させるものです。

しかし原子力は、規制当局が無力で国民の参加が抑制されている国でも困難に陥っているため、現状のNRCの規制権限を最終的に放棄したとしても33World Nuclear Industry Status Report 2021.原子力を救うことはできません。結局、物理学と人間の誤謬に勝るものはありません。規制が緩いと信頼を失うというのは歴史の教えるところであり、安全規制の撤廃は自殺を先延ばしにする行為にほかなりません。

米国の発電用原子炉は2015年だけで10件の「ニアミス」を起こし34UCS, “Near Misses at US Nuclear Plants in 2015,” 2016.、その後、次の政権は安全規則をさらに弱め、現在就任している後継政権は、おそらく米国史上もっとも原発を推進する政権です。ずさんな慣行は続いています35UCS, https://allthingsnuclear.org/category/nuclear-power-safety-2/. 。近年、NRCは、ほぼすべての原子炉で40年から60年、一部の原子炉では80年、さらには100年と、迅速に認可を延長していますが36しかし、そのような要望が却下されたことはなかった。福島第一原発1号機は、メルトダウンのわずか1ヶ月前に、さらに40年間運転許可を延長されている。これは、古い設計の隔離コンデンサーの故障のため、福島第一原発で最初に爆発した号機である。、これは説得力のある安全性の証拠をはるかに先取りしているように思えます(ただし、ほとんど、あるいはすべてが現在そうすることができないのに、どれかがそれほど長く経済的に運転できるとは考えられません:2021年半ばまでに閉鎖した40基は平均22歳で、40歳に達したのは8基のみで、2016~20年に閉鎖した6基は平均46歳37World Nuclear Industry Status Report 2021, pp. 59–62, which also gives broadly consistent global data.)。 制度的な名誉は政治の変化により増減しますが、全体として、誠実さと警戒心の両方において、その傾向は心強いものではありません。2022年に発表されたNRC監察総監の不穏な報告書38Office of the Inspector General, US Nuclear Regulatory Commission, “Special Inquiry into Counterfeit, Fraudulent, and Suspect Items in Op-erating Nuclear Power Plants,” OIG Case No. 20-022, 9 Feb 2022.によると、米国の発電用原子炉の一部(内部情報提供者たちによると、おそらく多くかすべて)に、安全上重要な偽造部品があり、事業者が発見または報告していないこと、そしてNRCがこの安全上重要な可能性のある問題の内部告発を長い間無視または弾圧してきたことが確認されています。スウェーデンのノーベル物理学者ハネス・アルフェーン(Hannes Alfvén)は「神の行いが許されない場所で、技術に満足することは許されない」と述べています。

米国の核廃棄物の長期処分は、海外と同様に地質学的、社会的継続性の問題に直面しており、難解で多層的な政治的争点が複雑に絡み合っています。ネバダ州ユッカマウンテンの高レベル放射性廃棄物処分場は、政治的な理由だけでなく、地質学的にも疑問視され、廃止に追い込まれました。低レベル廃棄物処分場は、ほとんど精査されることなく広がり続けています。永久処分に移されるまでの間、多くの使用済み燃料は、より堅牢な乾式キャスクで保管されるのではなく、積極的な冷却を必要とし、テロリストにとって魅力的39H. Zhang, “Radiological Terrorism: Sabotage of Spent Fuel Pools,” Harvard Kennedy School Belfer Center, 2003; National Academies, Safety and Security of Commercial Spent Nuclear Fuel Storage: Public Report, 2005; F. von Hippel & M. Schoeppner, “Reducing the Danger from Fires in Spent Fuel Pools,” Science & Global Security 24(3):141–173 (2016); R. Alvarez, “Pushing the storage horse with a nuclear waste cart: the spent fuel pool problem,” Bulletin of the Atomic Scientists, 9 Aug 2017.な原子炉設置のプールに依然として保管されています。全国的な核廃棄物の輸送もまた、論議を呼ぶ可能性があります。長い間放置されてきた、主に軍事用の汚染された土地とそこにある濃縮核廃棄物の浄化は、遅々として進まず、費用もかかり、不十分で、廃棄物をより穏やかなカテゴリーに分類し直そうとする執拗な努力によって危ういものとなっています。運用終了が進むにつれ、廃炉は大きなビジネスとなりつつあります。しかも、資金が尽きるまで作業をするよう奨励されながら、その後は責任を負わずに立ち去る権利があるかのように見える企業に、蓄積した資金を移転する厄介な取り決めの下でますます増えています。

また、人と文化の問題も深まっています。原子力と海軍との共生関係は、規律正しい原子炉運転員が民間プラントに加わる流れをもたらし、おそらく安全上の利点と異文化間の摩擦の両方を生み出しているのでしょう。しかし、民生と軍事の両方を含む幅広い取り組みにおいて、優秀な人材の採用と維持はますます困難になっています。制度的な記憶と文化的な継続性も同様です。原子力事業がはじまってから3/4世紀が経ち、私が59年間観察してきたところでは、目覚しい先駆者のビジョンと厳格さは薄れ、個人の資質と道徳的高潔さは損なわれ、文化は腐敗と衰退に蝕まれています40註33には、犯罪と世界の原子力産業に関する不穏な章があり、すべての原子炉輸出国および上位8事業者のうち7事業者で複数の重大事故が発生していることが引用されている。また、原子力産業を推進する有力な団体の品位も低下しているように見受けられる。…。私は、1980年のIAEAジュネーブ会議でアルフェーン氏が警告したように、この事業が「これまで以上に能力の劣る者の手に渡ろうとしている」ことを恐れています。

また、熱狂的だが技術的・理論的にナイーブで、ソーシャルメディアのミーム(文化的遺伝子)に影響されやすい新しい世代が台頭するにつれて、自省の念が薄れてきています。このような熱狂的なファンは、政治的、補助金的な支援は得られますが、破綻した部門を再建するには弱い基盤です。エコノミスト、ポール・ジョスコウの教訓をもう一度学ぶ必要があります:「原子力発電はビジネスであり、宗教ではない」

2. 競合の状況

原子力の未来を決定するもっとも重要な要素は、その支持者や多くの批判者によってさえも議論されていないのですが、その経済性です。著名な商業銀行であるLazardは、米国の「先進」原子力発電所の新設(2.2GWの軽水炉)は、補助金なしの太陽光や風力発電よりもMWhあたり3~89倍高価になるだろうと述べています41Lazard, “Levelized Costs of Energy, Levelized Cost of Storage, and Levelized Cost of Hydrogen,” 29 Oct 2020, v14.0.。実証データ統合の第一人者であるブルームバーグ・ニューエナジー・ファイナンス(BNEF)は、世界中で24,000以上のプロジェクトの実際のコストを追跡調査し、5〜13倍と発表しています42T. Brandily & A. Vasdev, “2H2021 LCOE Update,” Bloomberg New Energy Finance, 21 Dec 2021 (subscriber content).。米国エネルギー情報局(技術コスト予測よりも過去のデータの専門家)でさえ、2〜10と述べ、原子力のコストは生み出す価値を上回ると判断しています43EIA, “Levelized Costs of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2021,” Feb 2021, Tables 1b, 4b, B1b, B4b.。中国の原子炉は安いものの、中国の風力と太陽光も同様で、2025年の原子力発電の平準化コスト/MWhを2倍下回っている、とBNEFは述べています44註42参照。したがって中国は、2020年に少なくとも2008〜2020年の原子力発電への累積投資と同じ額を自然エネルギーに投資し45World Nuclear Industry Status Report 2020(原子力投資判断に基づく)。2020年、中国は原子力発電を0〜1GW、太陽光発電を48GW、風力発電を72GW接続し、おおよその年間出力をそれぞれ0、60、120TWh/年引き上げている。少なくとも2010年以降、追加された原子力の出力が新規の風力の出力を上回ったことはなく、2016年から新たに加わった太陽光の出力よりも少ない(2019年はわずかに例外あり)。中国は、世界の風力発電機メーカー上位10社のうち7社、太陽光発電の部品メーカー上位10社のうち9社を擁している。M. Barnard, “A Decade Of Wind, Solar, & Nuclear In China Shows Clear Scalability Winners,” CleanTechnica, 5 Sep 2021.、世界の2020年の新しい自然エネルギーの設備容量の半分と2019年の世界の増加額の80%を追加しています。

さらに、年間0.4兆ドル規模の多様なグローバルビジネスである自然エネルギーはますます安くなりつつあり、一方、年間0.03~0.04兆ドル規模の原子力は、ますます特定の地域と社会に専門特化して高くなりつつあります46註5および44参照。自然エネルギーの学習曲線は一貫して急勾配で下がる一方471976年以降の太陽光発電の傾斜は23%、つまり累積生産量が2倍になると実質コストが23%下がるが、2007〜2020年の間に40%に急勾配化した。M. Victoriaら, “Solar photovoltaics is ready to power a sustainable futureJoule 5:1041-1056 (19 May 2021). 同論文は、ほぼすべての気候モデルが2050年のPV価格を2019年の実際よりも高く想定し、観測された学習曲線の量に対する増加収益が実際の市場のように連続的に動作できるように、その価格を内部で生成するのではなく、モデル内部で価格を生成するのではなく、モデルの外側で想定することによって、長期のPV販売を数倍過小評価していることを示している。、原子力発電の学習曲線はこれまで実証されたことがありません48現代の発電用原子炉については、1970年代のフランス計画の初期の数基を除き A. Grübler, “The French Pressurised Water Reactor Programme,” at pp 146-162, A. Grübler & W. Wilson, eds., Energy Technology Innovation: Learning from Historical Successes and Failures, Cambridge University Press (Cambridge, UK), 2013. J. Loveringら(”Historical construction costs of global nuclear power reactors,” Energy Policy 91:371-382 (2016))による、分析不能なほど不透明で妥当性のない建設者の主張に基づいて韓国の原子炉の学習曲線を主張する反対主張は、Koomy, Hultman & Grübler Energy Policy 102:640-643 (2010) とGilbertらによって打ち破られたが、Loveringらの回答には何の反論も得られない。。2050年までにすべての電力を自然エネルギーで供給すれば、正味1013ドルの節約になりますが、原子力発電の未来ははるかにコストが高くなります49R. Way, M. Ives, P. Mealy, & D. Farmer, “Empirically grounded technology forecasts and the energy transition,” Institute for New Economic Thinking at the Oxford Martin School, U. of Oxford (UK), No. 2021-01, 7 Sep 2021. See also M. Victoria et al.,” 註47参照.。また、後述するように、裸の平準化エネルギーコスト(LCOE)に系統連系コストを加えても、原子力の競争力を高めることはできません。

フラットな負荷でさえ、現在では、世界のほとんどの地域で、近いうちにすべての地域で、変動型自然エネルギーと、カーボンフリーな需要側の応答や自然エネルギー、またはストレージによるバックアップによってもっとも安く満たされています50T. Brandily & A. Vasdev, 2H 2021 LCOE Update, BNEF, 21 Dec 2011 (subscriber product). 。したがって、自然エネルギーは2026年までに世界の発電設備市場の95%以上のシェアを占めると予想されています51IEA, Renewables 2021, Nov 2021.。次に述べるように、その予想とは異なる結果を求めている米国の原子力産業は、とりわけ失敗しています。

2.1. 原子力のコスト

注意深く分析すると、米国の歴史的な原子力発電の実質資本コストは、その電力コストの大部分を占め、どうしようもなく上昇していることが確認できます52註12参照。その複雑な理由は、多くが1970年代から理解されていますが、これまでのところ、提案されてきた解決策が受け入れられていないことが証明されています。最新の証拠は、米国第2位と第3位の株主を持つ電力会社53また、連邦政府の自主規制機関であるテネシーバレー公社は、1973年に着工し、1985年に停止したワッツバー2号機を2007年に復活させ、2016年に完成させた(2000年から21年にかけての米国唯一の新型機である)。が主導する2つの主要な2原子炉プロジェクトにもとづく米国の「原子力ルネサンス」の崩壊です。サウスカロライナ原発は、90億ドル以上を費やした後、2017年(完成予定から1年後、40%しかできていない)に中止され、4人のトップが重大な犯罪で有罪を宣告されました54T. Clements, “US attorney details illegal acts in construction projects, sealing the fate of the ‘nuclear renaissance’,” Bulletin of the Atomic Scientists, 31 Aug 2021; J. Sondegroth, “Legal: Westinghouse Cooperates With DOJ in V.C. Summer Probe,” Nuclear Intelligence Weekly, 3 Sep 2021.。ジョージア州のプロジェクトは、完成が6年遅れで、予想コストの2倍以上で、完成が進むにつれてコストが上昇しています55R. Gold, “Vogtle Nuclear Plant in Georgia Faces More Construction Delays,” Wall Street Journal, 8 Jun 2021. Some overrun estimates are higher, including 4.6⨉ in nominal dollars at mid-2021 (WNISR 2021). The latest cost estimate is nearing $30 billion: K. Swartz, “Plant Vogtle hits new delays; costs surge near $30B,” EnergyWire, 18 Feb 2022.(ただし、120億ドルの連邦融資保証とさらなる融資が求められています)。こちらは、まだ完成しておらず、最終的な運用を脅かすような深刻な品質問題が発生する可能性56J. Plautz, “NRC special inspection at Vogtle could lead to more delays for troubled nuclear project,” Utility Dive, 28 June 2021.があります。どちらのケースでも、モジュール化を含む設計と建設の革新が、約束したコストとスケジュールのコントロールに失敗を引き起こしました57R. Smith, “Prefab Nuclear Plants Prove Just as Expensive,” Wall St. J., 27 July 2015.。1970年代の建設ブームとこの10年間の再開への努力の間の世代間ギャップは、フランスの14年間の受注間隔と同様、このような複雑なプロジェクトが要求する繊細な経営とサプライチェーンのスキルを致命的に腐敗させたようです。米国の原子力ルネッサンスは、400億ドル以上を費やしましたが、CO2を1分子も削減しておらず、今後も削減できるかどうかわからないというのが実情です。31基の原子炉の認可が申請されましたが、完成するのはせいぜい2基でしょう。この大失敗は、同じように懲りずに応援している人たちから次のようなものが出てくるので、今では静かに忘れ去られています。

原子力発電の運用コストは、長い間、化石燃料発電の運用コストより確実に低く、些細なものだと思われてきましたが、燃料コストの利点が予想外に高い非燃料コストによって相殺されているため、そうではないことが判明しています。原子力発電の運用コストは、多くの国で、たとえ集計されたものであっても秘密にされていますが、発見できる場合は一貫してかなり高くなっています58“Climate change and nuclear power,” pp. 228–256 in World Nuclear Industry Status Report 2019, esp. Fig. 51.。 米国では、原子炉別の独自の値が、電力業界の権威ある電気事業者コストグループによって毎年まとめられ、原子力業界の宣伝機関である原子力研究所によって全国規模の概要として発表されています。最新(2020年)の米国の原子力発電の運用コスト59Nuclear Energy Institute (NEI), “Nuclear by the Numbers“, Aug 2020, using 2019 $. 2021年11月のNEI解説”Nuclear Costs in Context”では、2020年にこれを$29.37/MWhと言い直したが、2022年3月1日までにNEIはまだ2021年の運転コストを発表していない。(燃料費、運用・保守管理費、純資本加算(Net Capital Additions, NCAs60NCAは、1年以内に回収できない大規模な修繕や改修なので、費用ではなく、資産計上される。NEIは、NCAを営業費用の「資本金」部門として表示しているため、NCAが初期建設費用を反映していると誤解している読者もいるようである。そうではない。「発電コスト」には、初期建設費や資金調達費は含まれず、発電所が稼働しなければ支払う必要のない運転費のみが含まれる。しかし、すべての運転コストが含まれているわけではない。保険、その他の市場リスクや運転リスク管理、固定資産税、使用済み燃料貯蔵コスト、投資収益など、「特定の発電所の運転を継続するかどうかの判断材料となるような項目」が省かれているのである。また、減価償却費や金利など、他の検討事項に関連しそうなコストも含まれていない」。参考文献:59, p 12. 原子力発電所の運転にかかる完全な民間(または公共)コストの公会計は、米国でもおそらく他の国でも入手できないようである。))は平均30.4ドル/MWhで、太陽光発電、風力発電、エネルギー効率化の資本と運用コストの合計を上回ると報告されています。

原子力発電所の運用コストの大半は、安価なウラン、高経年化・安全性向上投資の完了、不良ユニットの運用終了、規制緩和(最近「規制による純増設費(regulatory NCAs)」が急減しましたが、これは修正が完了したのか、命令・執行が減ったのか不明)により低下傾向にあると言われています61NEI, “Nuclear Costs in Context,” Oct 2020. That document also omits fourth-quartile data to limit economic analysis.。しかし、再生可能エネルギーのコストは、米国でも海外でも、一般にさらに急速に低下しています。「維持」のための純資本加算が過去10年で忍び寄るなど、高経年化問題も原子力の運用コストを高める動向として浮上しているのかもしれません。2021年、ウランは金融投機家を惹きつけ62H. Sanderson & N. Hume, “Uranium prices soar as investors scoop up nuclear power fuel,” Financial Times, 9 Sep 2021; J. Sondgeroth, “Nuclear Fuel Market: Uranium Hits 7-Year High in Sput-Led Price Rally,” Nuclear Intelligence Weekly, 10 Sep 2021.、価格をより高く、より不安定にし、市場の安定を乱す可能性があります − この傾向は、この秋に実際に現れました。

公表されている平均運用コストには大きなばらつきがあり、2014〜2016年以降、四分位値(それでも平均値ですが、全国一律の数字よりはいくらか意味がある)は使えるかたちで公表されていません。おそらく、競争力があることになっている資源に対して新たに多額の連邦補助金を求めるのは政治的に微妙なためでしょう。同様に、連邦政府と国民の信頼を高めるために強固な経済性を主張する一方で、州や連邦政府の補助金を引き出すために裏付けのない損失を主張する必要があるという、厄介な跨ぎ合わせがあります。どちらの場合も、具体的なデータは不透明なままであり、他の理由で原子力発電の補助金を引き上げている政治家の関心も限定的なものであることは明らかです。

2.2. 市場の自然エネルギーは密室政治の原子力発電と競合する

2020年には、欧州の自然エネルギー発電が化石燃料発電を上回ったように、米国の自然エネルギー発電も石炭火力と原子力を上回り、首位(天然ガス)に急接近しています。Lazard41 によれば、2009〜2020 年の間に、補助金を受けていない米国の風力発電と太陽光発電の名目コストはそれぞれ 70%と90%低下し、新規原子力発電のコストは 33%上昇しました。したがって、米国のほとんどの地域では、長期売電契約の民間契約によって設定された自然エネルギーの電力価格は、長年にわたって卸売価格の下限付近かそれ以下で推移し、一方、原子力の平均運用コストは卸売価格を上回ることが多くなっています。そのため、既存の原子力発電所の多くは、地域の電力入札をクリアできず、赤字経営にならざるを得ません。つまり、電力会社がつくることを主張していた自由化後の小売選択市場において競争することができないのです63ある計算では(A. Lovins, “Does Nuclear power Slow Or Speed Climate Change?” Forbes, 18 Nov 2019)、この騒動は、新たな2022年の補助金が、特定の原子力発電所のために国民が支払う7回目に寄与した。。「原子力発電所の運用許可証は、運用するための文章ではない」ことを理解し、そのような原発や大規模な補修・改良が必要な原発を引退させることを選択する事業者もいます64Judge Stephen F. Williams paraphrasing Lilco counsel (Don Irwin or Taylor Reveley), Shoreham-Wading River Central School District v. USNRC, 931 F.2d 102, 289 U.S.App.D.C. 257, No. 90–1241, 30 Apr 1991, ピーター・ブラッドフォード氏より引用 註76.

他の事業者は、威圧的であったり、従順であったり、場合によっては腐敗した議員65C. Jeffery & M. Ramana, “Big money, nuclear subsidies, and systemic corruption,” Bulletin of the Atomic Scientists, 12 Feb 2021.を説得して、数十億ドルの州補助金で救済してもらうのです。これまでのところ、5つの州(コネチカット、イリノイ、オハイオ、ニュージャージー、ニューヨーク)がこれをおこない、今のところ20基の原子炉を市場撤退から救っています662021年9月に承認された2022-27年のイリノイ州の新しい補助金7億ドルによって救済されたバイロン、ドレスデン、ラサールのツインユニットプラントが含まれる。NEI (“Nuclear by the Numbers“, 2020, p20) は、ペンシルバニアで2基、180万kWが「救済」されたことを含む。この地域は、新しい補助金を拒否したが、地域の炭素キャップ&トレードプログラムに参加している。(オハイオの2基の補助金が不正に手配されたとして後に取り消されたのを除けば18基、イリノイではこうした調査が続いています)。これらの新しい州の原子力専用補助金は、電力会社が生産する電力の購入義務、ゼロエミッション・クレジット、または原子力多様性証明書などのかたちで提供されています。これらの補助金は、ほとんどが1MWhあたり10〜15ドルで固定されており、最長12年間有効で、一般に財政的な必要性を主張する公的精査が禁止されています。これらは、原子力業界の偏狭な利益と政治的権力にのみ反応するものです。対照的に、20~30ドル/tCO2の炭素価格設定は、自然エネルギーやエネルギー効率化に対して原子力を人工的に有利にすることなく、中立的に望ましい政策結果を達成することができます。

2022〜2024年には、ミシガン州とカリフォルニア州でさらに3基の原子炉が引退する予定です。独立機関による評価では、米国の原子炉の多くがコストを賄うだけの収入を得られないことが一貫して判明しています67例外もある:例えば、Monitoring Analytics, LLC, 2021 Quarterly State of Market Report for PJM: January Through June, discussed in S. Carpenter, “A Report Undercuts Nuclear Firm’s Claims That Its Plants Need Bailouts. But Is It For Real?“, Forbes, 1 Feb 2021. また、カーペンターの2020年9月30日付バックグラウンダー ”When Zero-Carbon Nuclear Asks for Money, States Find It Hard To Say No”も有用である。。しかし、ほとんどすべての引退が激しく抵抗されています68注目すべき例外は、電力会社オーナーを含む当事者間で事前に合意されたもので、自然エネルギー拡大のためのコスト低減と系統の柔軟性向上を予見していたことである。A. Lovins, “Closing Diablo Canyon Nuclear Plant Will Save Money and Carbon,” Forbes, 22 Jun 2016. 停止ともっともコストの低いカーボンフリー資源による代替は、カリフォルニア州PUCが全会一致で承認し、立法府と知事が肯定し、州の控訴裁判所も略式で支持した。。所有者の中には、公然と州政府を脅して、雇用の喪失や電力の途絶を迫る者もいます。イリノイ州では、原子力救済のために自然エネルギーを人質した争いがおこりました。最終的には、知事のための独立した調査によって得られた、当初の要求のわずか7分の1の原子力補助金69しかし、ある著名なコメンテーターは、この結果は自然エネルギーにとって良いことだと考えています。D. Roberts, “Illinois’ brilliant new climate, jobs, and justice bill,” Volts, 22 Sep 2021.を所有者が受け入れました。原子力推進派はその影響力を利用して、この補助金を自然エネルギーの拡大と結びつけ、そして、この戦術が環境保護団体から引き出した支持を裏書きするように宣伝しました。

州の補助金は法廷闘争を乗り越えましたが、2018〜2021年の連邦エネルギー規制委員会(FERC)の政策転換により泥沼化しました。もっとも可能性が高いのは州の補助金が継続されることですが、2022〜2026年の商船型原子炉に対する連邦政府の補助金総額460〜5,700億ドル70高い方の試算は、原子力資料情報サービス「原子力発電補助金案のコスト」によるもの。Build Back Better Act and Bipartisan In-frastructure Bill,” 16 Sep 2021, www.nirs.org. 現在提案されているBuild Back Better Actの補助金は価格調整されたもので、効果の見積もりは難しいが、採算の合う原子炉にさえも行き渡る可能性がある。(歴史的にしばしば起きてきたように、後で静かに延長されればそれ以上)は、投票と提案の両方によって置き換えられるか、あるいは補強されるかもしれません。原則的に、連邦政府の最新の大盤振る舞いを受けるには、事業者が本当にそれを必要としていることを(おそらく秘密裏に)示さなければなりませんが、審判者である米国エネルギー省は中立とはほど遠く、強い政策指導の下にあります。

補助金は、原子力発電が天然ガス火力発電に対抗するのに役立ちます。提案されている連邦政府の「クリーンエネルギー」補助金は、自然エネルギーを等しく有利にしますが、エネルギー効率化は有利にしません(一方、カーボンプライシングは、エネルギー効率化と供給間の競争を歪めることなく、原子力、自然エネルギー、エネルギー効率化を等しく有利にします)。実際には、一時的な自然エネルギー補助金がなくても、自然エネルギーとエネルギー効率化は、そのままでも、原子力とガスに勝ち続けるでしょう。しかし、原子力産業は、原子力の必要性を主張する自らの論拠を崩さない限り、自然エネルギーとエネルギー効率化を競争相手として認めることができません。そのため、真のライバルはガスであると偽らなければなりません。ガスの運用上の役割は異なり、一定出力の運転ではなく、出力を変動させる運転を重視します。原子力発電が正味需要に追従しようとすればするほど(限界内では可能ですが、厄介です)、その経済性は悪くなります。プロセス熱からビットコイン採掘71P. Chafee, “Technology: Non-Power Applications in Focus,” Nuclear Intelligence Weekly, 10 Sep 2021 (subscriber product). 、海洋推進から海水淡水化まで、新しい市場の展望を主張しても、「ベースロード」発電72H. Trabish, “How renewables are changing the way we operate the grid,” Utility Dive, 23 Feb 2015; G. Parkinson, “‘Baseload’ generators have had their day, and won’t be needed in a modern grid,” 9 Dec 2021.という消えた主要用途以上に意味がなく73M. G .Morgan et al, “US nuclear power: The vanishing low-carbon wedge,” Proceedings of the National Academy of Sciences 115(28) (2018).、大型原子炉よりも小型原子炉の方が意味がないのです。新しいユースケースは、競争力のない電力のコストを是正することはできません。

他国と同様に、米国の原子力発電は、すでに何十年にもわたって多額の、しかもほとんどが恒常的な連邦政府の補助金を享受してきました。これらの補助金は最近、原子力発電所の建設費に匹敵し、その生産物の価値を上回っています74D. Koplow, “Nuclear power: still not viable without subsidies,” UCS, 2011.。原子力発電はまた、いくつかの州から多額の補助金を得ており、さらに、最近発注された2つの発電所では、風力発電を上回る連邦運営補助金も得ています752005年、米国の次の6GWの原子炉には、風力発電と同じ8年間の生産税額控除が適用されたが、期間が長いため、MWhあたりの現在価値が高くなった。これによって450万kWの受注が促進されたが、後に半分がキャンセルされ、残りは完成に向けて奮闘している。この税額控除はその後期限切れとなったが、延長される見込みである。。不経済な原子炉を稼働させ続けるために、必要なだけの費用を支払わなければならないと主張することは、市場選択に対するこれまでの傾向を覆すことになります。ピーター・ブラッドフォード(米国の原子力・電力規制当局の長)が主張するように、カーボンフリー発電を求める政策立案者は、特定の技術の継続使用を義務付け、補助するのではなく76P. Bradford, “Wasting time: Subsidies, operating reactors, and melting ice,” Bulletin of the Atomic Scientists 73(1):13¬–16 (2017). The Con-necticut program is so structured: USEIA, “Five states have implemented programs to assist nuclear power plants,” 7 Oct 2019. 、他の資源や属性を購入するのと同様に競争的にそれを調達すべきでしょう。(既存の原子力発電所の中には、短期的にそのような市場をクリアするものもあるかもしれませんが、他の発電所や新規の発電所はそうではないでしょう。これは実証的な問題です。) マーク・クーパー教授が方法を提案しています77彼は、既存の原子炉が、他のカーボンフリー資源の割合が増加する逆オークションで、上限付き、期間限定の補助金を競うこと、原子力のマストラン状態を廃止すること、補助金を受けていない資源を送電や他の資産で少なくとも均等にサポートすること、料金設計で分散資源に公正な補償をすることを提案する。このような合理的なルールを拒否する原子力事業者は、既存の市場の歪みを修正するのではなく、さらに歪みを生じさせることを意図しているため、いかなる補助金も提供されるべきではない。Peter Bradfordは、ニューヨークのジーナ原発はオークションにかけられなかったと指摘している(しかし知事は、最初の2年間に約10億ドルのコストをかけ、ジーナ原発とあと2基の原発を救った)。オークションはまた、メイン州とバーモント州のシーブルック原発とケベック州からのメイン州北西部送電線への参加を沈没させた。しかし、最近閉鎖された原子炉の中には、原子炉が稼働したままであればおそらく購入されなかったであろう自然エネルギーが、他の資源が入札できない市場や系統のスペースを占め、その代わりになっているものもあるようである。

ブラッドフォード教授が言うように、競争力を示すことなく原子力の市場シェアを保証することは(MWhまたはCO2トン当たり)、気候変動に対する効果を損ない、地域電力市場やそこで勝ち抜くクリーン技術の発展を遅らせることになります。新たな原子力補助金に関する継続的な議論は、「本質的に、大規模な中央施設から顧客の敷地(およびコミュニティ)に制御を移す電力システムへの移行を遅らせることによって、原子力産業が引き出すことのできる身代金の大きさについての交渉」であると彼は結論付けています。

2.3. 運用上の役割

原子力擁護派は、原子力発電所の通常安定した「ベースロード」運転には、認識されていないが、特別な補償に値する大きな経済的、信頼性、回復力の価値があると主張します。この考えを支持する証拠はまだ出てきていません78A. Lovins, “Do coal and nuclear power deserve above-market prices?,” Electricity Journal 30(6):22–30 (July 2017); —, Comments to Fed-eral Energy Regulatory Commission on Grid Resiliency Pricing Rule, Docket No. RMI8-1-000, submission number 813728 and two small er-rata 813743, 23 Oct 2017.など。米国最大の地域送電網であるPJM-ISOが2016年に書いたように、「PJM市場はレガシーユニットへの補償が不十分で、経済的に存続可能な発電機の早期引退を強いる兆候はない…発電設備がその先々のコストをカバーするために十分な市場収益を得ることができないという単なる事実は、卸売市場に欠陥があるという結論に合理的に導くことはできない」。むしろ、その発電設備が不経済であることを示しているのだ。。2018年、FERC(当時のトランプ大統領が4人を任命)は、エネルギー長官が求めた石炭と原子力発電所への新たな補助金を5対0で却下しました。2021年2月のテキサスの電力危機は、この主張を再検討する理由を与えませんでした79テキサス州民数百人の命にかかわるこの災害では、断熱性の低い建物を電気で暖めるために35GWのピーク負荷が発生し、自然エネルギーは10時間(危機の18時間のうち、1時間だけ最大140GWとパフォーマンスを低下させた一方で、30GW以上のガスプラントが停止)、残りの4.3日間の停止中はオーバーパフォーマンスを示した。1.35GWの原子力発電所は63時間停止していた。別の242万kWの2基の原子炉は、系統の周波数不足により数分以内に停止した。突然停止した軽水炉は、Xe/Sm中性子中毒のため再稼働に1〜2週間かかることがある。2003年の米国/カナダ北東部の停電で、完全に稼働していた9基がそうなったように、独特の「反ピーカー」属性によってもっとも必要なときに原子炉を使用できない状態になったのである。。それどころか、それらの集中型火力発電所は、特に変化する気候80例えば、原子力発電所の停止は過去10年で7倍に増加:A. Ahmad, “Increase in frequency of nuclear power outages due to changing climate,” Nature Energy 6:755-762 (7 Jul 2021). See also World Nuclear Industry Status Report 2021, pp 308–337.の中で、故障に対して脆弱である81S. Vorrath, “How solar saved the day, and coal wilted, in Australia’s record heatwaves,” 27 Feb 2019.ことが証明されています。

もっと広く言えば、20世紀の系統の主役であった大型火力発電所は、21世紀には運用上の役割とビジネスケースを失いました。MISOのジェフ・ブラーデンが述べたように、デマンド予測と供給スケジュールを組むのではなく、供給予測と需要スケジュールを組むことになるのです。現在では、運用コストがゼロに近い自然エネルギーは利用可能な限り供給され、その他のユニット、適時利用、熱や電力の貯蔵がそれに続きます。このように、「ベースロード」ユニットの柔軟性のなさはハンディキャップとなり82C. Morris, “Nuclear and renewables—a possible combination?,” Erneubare Energien, 17 Apr 2014; M. Mazengarb, “How the solar duck curve gave Australia’s biggest coal generator an early retirement,” 17 Feb 2022.、より安価な自然エネルギーを拡大し、より多くの炭素とお金を節約するために83A. Lovins, 註68参照、ある所有者が稼働中のディアブロキャニオン原子炉を引退させる理由のひとつとなりました。

原子炉出力を変動させることが可能である場合84C. Morris, ‘Can nuclear and renewables coexist?,” Energy Transition: The Global Energiewende, Heinrich Böll Foundation, 12 Mar 2018.、正味需要の変動に合わせて原子炉を稼働させると経済性をさらに低下させます。そうすると原子力はますます稼働時間が減り、やがて破綻して閉鎖され、ゼロカーボン資源に急速に置き換わります85原子力擁護派は、ガスや石炭火力に取って代わられるのは必至だと主張する。その代わりに、5つの州レベルの事例が、通常1、2年以内に(註58、249-250ページ)、より安いエネルギー効率化と自然エネルギーによって実際に置き換えられ、多くの場合、累積量がより多くなることを示している。新しい例としては、ニューヨーク(Riverkeeper, “Energy analysis confirms: No new fossil fuels needed to replace Indian Point,” 2 Sep 2021)とカリフォルニア(J. St. John, “California may build 11.5GW of almost all carbon-free resources to replace its last nuclear plant,” 26 May 2021)がある。。NuScale小型原子炉計画のこの課題に関する新しい分析86D. Schlissel & D. Wamsted, “NuScale’s Small Modular Reactor,” 18 Feb 2022, Institute for Energy Economics and Financial Analysis.は、この計画がペテンであることを明らかにしました。(すでに競争力のない火力発電所と比較して)競争力があると主張される低い平準化コストは、前例のない、ありえない95%の生涯稼働率を前提にしているにもかかわらず、この技術は正味需要に追従する柔軟性があると喧伝されています。明らかに、高い稼働率と低い稼働率の両方を同時に示すことはできません。このように、原子力の新造船は、自然エネルギーが少数派うちは競争力が著しく低いのですが、自然エネルギーが拡大するとさらに競争力が低くなります。

では、変動する自然エネルギーがある中で、これらの発電所によって伝統的に維持されてきた安定した供給は、どのように継続できるのでしょうか。電力規制の専門家であるジム・ラザー氏は、「原子力発電所は、系統に必要のないときに多くの出力を出すという点で、変動する自然エネルギーと共通点がある」と述べています。原子力発電所は、自然エネルギーのように需要に応じて出力を急速に変化させ続けることはできません。だから、需要の少ない時の原子力発電所の過剰出力に対処するために、少なくとも1,220万kWの揚水発電所(それぞれ100万kW以上)が、近隣の9つの原子力発電所の所有者によって建設されたのです。そのコストは、宣言されていない「柔軟性欠如税(inflexibility tax)」でした。皮肉なことに、原子力発電所を支援するために建設されたこれらの自然エネルギー資源は、原子力発電所の閉鎖によってますます自由になり、ますます系統電力の自然エネルギー化を支援するようになるでしょう。

2.4. 系統統合

化石燃料や原子力による巨大プラントは、数ミリ秒で10億ワットを突然失い、数週間から数ヶ月の間、多くの場合、警告なしに停止することがあります。モジュール化された自然エネルギーの分散型ポートフォリオは、そのような無慈悲な大規模故障に見舞われることはありません。太陽光発電や風力発電は一般に、より小さな塊で、より徐々に、より短時間に、出力はかなり正確に(しばしば需要より大きく)変化するものです。大規模な火力発電所の計画停電も、予期せず短期間から長期間に及ぶことがあります(2020年のフランスでは40段階以上872020年のフランスのように、平均的なプラントが3分の1の確率で出力をゼロにし、平均的なメンテナンスの申告停電が42%も膨れ上がった(World Nuclear Industry Status Report 2021)。資本コストを削減するために強行された標準化は、腐食やその他の潜在的な安全上の問題が、すでに財政が「ボロボロ」になっているフリート全体に広く顕在化することも保証していたのである。P. Chafee, “Corporate: P. Chafee, “Corporate: EDF Girds for Annus Horribilis in 2022” and “France: EDF’s Second Painful Look at Welds,” Nuclear Intelligence Weekly (subscriber product), 18 Feb 2022, および -, “Corporate: EDF’s Precarious Position”(id, 21 Jan 2022)。)。電力系統は、主に火力発電所の間欠性(予測不可能な強制停電)を管理するために、故障した発電機を稼働中の発電機でバックアップすることで構築されてきました。現在、同じ系統が、他の種類や場所で自然エネルギー、需要側リソース、あるいは蓄電によって、PVや風力発電の予測可能な変動を、より簡単に、しばしばより安価にバックアップすることが可能です。しかし、蓄電の必要性は広く誇張されています。

他の記事で書いたように88A. Lovins, response to A. Gilbert (3 Feb 2022), Utility Dive, 12 April 2022.、「<安定した>発電機なしの脱炭素化は、系統柔軟性ソリューションのほとんどを除外した場合にのみ<非常にコストがかかる>ように見えます。もっともコストのかかる巨大バッテリーだけでなく、少なくとも10種類のカーボンフリーの方法89A. Lovins, “Reliably integrating variable renewables: Moving grid flexibility resources from models to results,” Electricity Journal 30(10):58–63 (2017) and “The coming transformation of the electricity sector: A conversation with Amory Lovins,” Electricity Journal 33(7):106827 (2020).(IRENAは30種類を発見90IRENA, World Energy Transitions Outlook: 1.5˚C Pathway, June 2021.)が、自然エネルギーになったとしても系統の信頼性を維持することができます。」以前、供給曲線91註89参照。以下のリストは、A. Lovins, “Nuclear energy should not be part of global solution to climate change,” UtilityDive, 12 Apr 2022.にもハイパーリンクを付けて言い換えられている。で描いたように、コストが高くなる順番は非常に大まかです。

    1. 電力の最終利用効率(ネガワット)は、現在の平均電力小売価格92A. Lovins and RMI, Reinventing Fire: Bold Business Solutions for the New Energy Era, Chelsea Green (White River Junction VT), 2011.の10分の1のコストで、4倍(米国2010〜2050年)になる可能性があります。エネルギー強度の低下は、2014〜2016年の世界の脱炭素化の77%をもたらし93IEA, “Energy efficiency 2017,” Oct 2017.、1975〜2021年の米国のエネルギー使用量を61%削減し94EIA, Monthly Energy Review, Feb 2022.、特に統合的な設計と95A. Lovins, “How big is the energy efficiency resource?,” Environmental Research Letters 13:090401 (2018).、これまで「削減が困難」とされてきた分野の見直しにより96A. Lovins, “Profitably Decarbonizing Heavy Transport and Industrial Heat,” RMI, Jul 2021; —, “Decarbonizing Our Toughest Sectors—Profitably,” MIT Sloan Management Review 63(1):46–55 (Fall 2021, 4 Aug 2021).、はるかに多くのことをおこなうことができます97Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Working Group III, AR6, 11 April 2022, ipcc.ch.。エネルギー効率化を比較・競合させないことが、事実上すべての現行モデルに欠落しており、供給を過剰にさせ、系統バランシングを複雑にしています。
    2. 控えめに言っても、フレキシブルな需要(フレキシワット、flexiwatts)は、実証済みの住宅用を30~50%以上上回ることができます98A. Faruqui et al., “Time-Varying and Dynamic Rate Design,” Regulatory Assistance Project, 23 Jul 2012.。例えば、8種類の需要でERCOTの「ダックカーブ」を解消し、非再生可能容量を24%、夏の日負荷範囲を~42%、自然エネルギーの価値を26%高め、5ヶ月以内で回収することが可能です99C. Goldenberg et al., “Demand flexibility: the key to enabling a low-cost, low-carbon grid,” RMI, Feb 2018.。需要削減と建物効率の改善を蓄電池と競合させることで、米国の4つの主要地域において、ほとんどの長期間の蓄電池ニーズ(いかに小さくても10050Hertz/EliaGroup, “Elia Group publishes ‘Roadmap to Net Zero’, our vision on building a climate-neutral European energy system by 2050,” 19 Nov 2021.)を排除し、少なくとも1桁の投資を削減することができます101S. Hussainy & W. Livingood, “Optimal strategies for a cost-effective and reliable 100% renewable electric grid,” Journal of Renewable and Sustainable Energy 13:066301 (2021).
    3. より正確な予測により、洋上風力発電がドイツの電力系統を安定させているように102TenneT, “TenneT startet Redispatch 2.0 mit 4,5 GW Offshore-Windparks,” 1 Feb 2022.、東デンマークの風力発電103Danish Energy Agency, “Development and Role of Flexibility in the Danish Power System,” 23 Jun 2021.はすでに前日の1時間単位の市場において給電可能になっています。
    4. 自然エネルギーの種類と場所の多様化により、貴重な補完性を得ることができます104A. Solomon et al., “Exploiting wind-solar resource complementarity to reduce energy storage need,” AIMS Energy 8(5):749-770 (2020).。相関性のない場所を組み合わせるだけで、米国のウィンドベルトの生産性は2倍になります105B. Palmintier et al., “Spatial and temporal interactions of solar and wind resources in the next generation utility,” Solar2008 (San Diego CA), May 2008.
    5. ディスパッチ可能な自然エネルギー、つまり太陽光と風力を除く事実上すべての自然エネルギーと産業用コジェネレーションは、太陽光と風力の変動のバランスを直接とることができます(3を条件とする)。
    6. 既存の建物でも106註101参照、熱や冷気を蓄えることは、膨大で低コストな系統バランサーです。
    7. ビハインドザメーター蓄電池(2014年時点でも費用対効果が高いことが多かった107G. Fitzgerald et al., “The economics of battery energy storage,” RMI, Oct 2015.)は、駐車中の双方向充電電気自動車に搭載されたテラワット規模の有益な蓄電機会として、間もなく加わるでしょう。これらに加え、適度な効率向上と氷蓄冷熱式空調により、優れた経済性とバルクストレージなしで108A. Lovins, “The storage necessity myth: how to choreograph high-renewable electricity systems,” 8 Jul 2014.、2050年のERCOTの100%自然エネルギーを実現することができます。
    8. 揚水発電は、2019年に158GWとなり、さらに53GWが建設中、226GWが検討中で109USDOE, “U.S. Hydropower Market Report,” Jan 2021.、さらに圧縮空気、重力利用などがある。
    9. 容易に貯蔵可能なpower-to-X「グリーン分子」(H2、NH3など)は、燃料電池や既存のガスプラントを任意の量で動かすことができ、中国では10年ほど早く$2.7/kgH2に達したと報告されています110宁夏宝丰集团:延伸绿色能源产业链突破碳约束, 18 Dec 2020; X. Wang, “Baofeng’s Hydrogen Electrolsysis Project Sets New Records,” BNEF (subscriber product), 10 May 2021, 同じオーナーによる以前のプロジェクトを説明したもの。http://www.xinhuanet.com/2020-12/18/c_1126879207.htm (Xinhuanet, 18 Dec 2020).
    10. この論文の冒頭で述べたように、系統用蓄電池は、2000年の総原発建設量に匹敵し、その後それをはるかに上回り、2030年までに358GW / 1TWhが追加される予定です111Y. Zhou, “Global Energy Storage Outlook 2021,” BNEF 15 Nov 2021 (subscriber product), summarized by “Global Energy Storage Market Set to Hit One Terawatt-Hour by 2030.”。これらは拡張性があり、弾力性があり、停電に強く112NREL, “Resilience with 100% Renewable Power,” 19 Nov 2021.、(自然エネルギーもそうですが113S. Vorrath, “Wind farms could be ‘core providers’ of grid stability, says AEMO,” 23 Mar 2017.)回転機械114例えば、 G. Parkinson, “‘Virtual machine’: Hornsdale battery steps in to protect grid after Callide explosion,” 27 May 2021; —, “Tesla big battery sets new record as testing for Hornsdale expansion enters final stage,” 11 Aug 2020; T. Brown et al., “Response to ‘Burden of proof: A comprehensive review of the feasibility of 100% renewable-electricity systems’, ” Renewable and Sustainable Energy Reviews 92:834–847 (Sep 2018).よりも系統を安定させ115G. Parkinson, “Powerlink looks to battery storage to help solve grid stability problems,” 1 Jul 2021.、後述のように、GW規模の系統を長期にわたって稼働させた実績があります。この選択肢はしばしば収益性があり、少なくとも8時間の蓄電時間までは8番目の選択肢と競合しますが、現在はもっとも安価なソリューションからは程遠い状態です。

単一の技術を比較するのではなく、効率的な利用、タイムリーな利用、自然エネルギー、貯蔵を組み合わせた、地域ごとに最適化された「クリーンエネルギーポートフォリオ」は、エネルギー、ピーク、ランプレート、補助サービスなど、あらゆる機能的ニーズにおいて、化石燃料と原子力の両方に勝ることが一般的です116RMI, “The economics of clean energy portfolios,” 2018, また、その後アップデートしたものとして https://rmi.org/insight/clean-energy-portfolios-pipelines-and-plants/.

これらの、あらゆるタイムスケールにわたる膨大な系統バランシングの可能性を否定し、「クリーンファーム」発電の要件を想起させるシミュレーションは、先に挙げた実証済みの解決策(およびそれを拡大するための市場改革117A. Olson et al., “Scalable Markets for the Energy transition: A Blueprint for Wholesale Electricity Market Reform,” Energy+Environmental Economics, May 2021.)のほとんどを単に除外したもので、通常は非常に安い原子力発電、ほとんどあるいはまったくないエネルギー効率化、非現実的なコストの自然エネルギーが想定されています118例えば、A. Gilbertによる”The opportunity cost of not using nuclear energy for climate mitigation,” Utility Dive, 3 Feb 2022”は、主に2つの論文に依拠している。N. Sepulveda et al, “The Role of Firm Low-Carbon Electricity Resources in Deep Decarbonization of Power Generation,” Joule 2:2403-2420 (21 Nov 2018) は、他の多くの不明確な点の中で、NRELのいまとなっては時代遅れになってしまった2017年年次技術ベースラインからの(しかし一致しないように見える)太陽と風力発電のコストを引用し、「非常に低い」原子力資本コスト(4.2$.We)と述べている。そしてC. Clack, “Insights from Modeling the Decarbonization of the United States Economy by 2050,” 27 Jan 2021 は、公表されたWIS:dom-Pモデルの説明に記載されていない、提案されているが存在しない2種類のSMRについて未定だが明らかに低いコストを仮定している。

2.5. 系統統合コストを含めると、原子力発電の競争力を高めることができるのか?

一般的に、大きな火力発電所は風力や太陽光発電所よりも数倍高い統合コスト119G. Stark, “A Systematic Approach to Better Understanding Integration Costs,” NREL, 2015.がかかるため、系統統合(あるいは同様に小さな系統拡張120Brownらによる包括的な扱いとして註114参照)のコストを含めると、一般的に原子力のコストはいっそう不利になります。理由は簡単で、現代の自然エネルギーはより小さく、より短く、より優雅で、より予測可能な故障を起こすため、予備マージン、回転予備、サイクルペナルティのコストが(寿命、効率、メンテナンスコストにおいて)はるかに少なくて済むからです。

限られた経験則ではありますが、風力発電や太陽光発電の方が大規模火力発電所121註78のノート73~75を参照よりも系統バランシングコストが低い傾向があります(通常数ドル/MWh122R. Wiser et al., Wind Energy Technology Data Update: 2020 Edition, LBNL, Aug 2021, p. 78.)ことが示唆されています。例えば、2013年のERCOTの即応予備力は、風力発電123American Clean Power, “Fact Check: Wind’s integration costs are lower than those for other energy sources,” 25 Jul 2014.よりも火力発電の方がMWhあたり数倍コストが高くなっていました。2007〜2013年にかけて風力発電が3倍になり、周波数安定性(CPS1)が約6分の1に改善されたため、ERCOTの調整力ダウン調達量は約半分になりました。その後、2014〜2020年にかけて風力発電が再び倍増し、調整力ダウンはさらに30%減少しました124テキサス大学(オースチン)エネルギー研究所のウェバー教授と筆者がそれぞれ集計したERCOTのデータによる。。同様に、米国の風力発電が必要とする追加的な安定化容量は通常5%以下であり、GW規模の火力発電所をベースとする電力系統の古典的な予備余力(15~20%)よりも2分の1程度小さいことが分かりました125USDOE, 2011 Wind Technologies Market Report, p. 65, Aug 2012.

世界の文献によると、統合コストは最悪でも LCOE と同程度、イギリス126UK Energy Research Centre, “The costs and impacts of intermittency—2016 update,” Feb 2017.とオーストラリア127M. Mazengarb, “CSIRO’s stunning predictions for low cost battery storage and hydrogen electrolysers,” 17 Dec 2021.では控えめ、アメリカでは(電力会社が)風力シェア 85%でも LCOE の何倍も低いことが確認されており128註122参照、統合コストを追加するだけでは LCOE とのコスト差を縮めることはできません129M. Victoria et al., 註47参照。つまり、上に示したように、原子力のLCOEは新規自然エネルギーLCOEの3〜13倍であるため、統合コストによって原子力のMWhあたりのコストが自然エネルギーよりも安くなるには、統合コストがLCOEの2〜12倍である必要がありますが、およそその逆です。

2.6. ほとんど、あるいは完全に自然エネルギー電力で確実に系統を運用させることができるか?

「自然エネルギー100%」は不可能、あるいは少なくとも証明されていないと言われているため、2030年代ごろに発電電力量の最後の10~20%を脱炭素化するためには、現在の原子力建設が不可欠と言われることがあります。この考えは間違っています。というのも、最後の数パーセントは、ほとんど現実的な意味を持たず、現在の莫大な投資を正当化することも、最初に必要とされる大規模な自然エネルギーの導入を遅らせることもできないからです。また、非常に説得力のない文献をいくつか選び、残りを否定しています。専門家の査読を経た多様な研究(最近のものでは67件13025の独立した研究グループ、139人の異なる著者による67の査読付き出版雑誌論文の要旨は、電力、輸送、建物の冷暖房、産業用のエネルギーは、世界中の異なる場所において100%または100%に近い自然エネルギーで確実に供給できるという結果を支持する」 Stanford University、2022年2月20日。、他にも数多くあります131註49、101、126とそれらの引用元:NREL, “The Challenge of the Last Few Percent: Quantifying the Costs and Emissions Benefits of a 100% Renewable U.S. Electricity System,” 16 Jun 2021; D. Bogdanov et al., “Low-cost renewable electricity as the key driver of the global energy transition towards sustainability,” Energy 227:120467 (15 Jul 2021).)によれば、100%自然エネルギーによる供給は、幅広い国や地域にとって現実的かつ一般的に有利であり、経験的な市場の選択により合致し、コストや炭素を最小限に抑えるために原子力発電を必要としないことが判明しています。2019年には、少なくとも6カ国がすでに100%自然エネルギーで発電しており132IRENA, Renewable energy statistics 2021, Aug 2021.、12カ国がスウェーデンの(運用上)カーボンフリー97.9%を超え、20カ国がフランスの90.5%を超えていることから、これはもはや理論上の問題ではなく、経験上の問題なのです。実際、多くの国が100%の目標に近づいています。2040年代に最後の発電電力量を脱炭素化するために、世界と米国がどのような発電方式を採用するかを今決める必要はないでしょう。私たちが知っていること、そして今知るべきことは、私たちにはすでに十分かつ魅力的な選択肢があり、もっとも優れた選択肢があるときにできるだけ遅く選択すべきだということです。気候学者のケン・カルデイラが言うように、「エンドゲームの進め方に関する論争が、私たちの序盤の動きに過度に影響を及ぼすべきではない」のです。

最近の国際的な経験は、このような野心の実現可能性を検証しています。スコットランドの2020年の97%(水力を除けば79%)、デンマークの2019年の79%(水力0.06%を含む)、ポルトガルの2018年の66%(水力を除けば42%)、ドイツの2020年の52%(水力3.3%を含む)、スペインの2016年と2020年の46%(水力を除けば27/33%)で、いずれも国の公式統計によれば、入念に振り分けられた電力需要量が満たされたことになります。これらの国はいずれも大規模蓄電設備を追加設置していませんが、いずれも米国の何倍もの優れた信頼性133Council of European Energy Regulators, Benchmarking Report 6.1, 2018.を維持しています。彼らは、指揮者がシンフォニー・オーケストラを率いるように(私の同僚であるクレイ・ストレンジャーが言うように)系統を動かすことを学んだだけなのです。

旧東ドイツの99.999%の信頼性を誇る送電系統運用会社50Hertzは、2019年に風力と太陽光を半分ずつ、2020年に62%の自然エネルギーを導入し、2032年には100%の自然エネルギーを目指すそうですが、その方法はどういったものなのでしょうか?13450Hertz, “Sustainability Report,” downloaded 1 March 2022. 最新のパワーエンジニアリングを駆使して。「系統形成用インバータ」と高速応答パワーエレクトロニクス135註112〜115参照は、従来の回転重機よりもさらに優れた系統安定化を実現します。(ソーラーインバータは夜間でもアンシラリーサービスを提供できます136G. Parkinson, “The solar farm where inverters operate all night, doing voltage control for the grid,” 16 Dec 2021.)ヨーロッパの一部の事業者は、引退した石炭や原子力発電所の発電機をタービンから切り離し137GE, https://www.ge.com/steam-power/products/synchronous-condenser.、系統連系型の「シンクロナス・コンデンサ」として回転させ続け、その角運動量を利用して電圧と周波数を安価に安定化させることもおこなっています138ENTSOE, https://www.entsoe.eu/Technopedia/techsheets/synchronous-condenser.。2006年から20年の間に、ドイツの自然エネルギーによる発電の割合は4倍になりましたが、系統運用者はさらに速く学習し、信頼性(SAIDI)は広くアメリカの5倍まで改善されました。その結果、2020年のドイツは、10週間で自然エネルギーによる発電電力量が90%を超え、ほぼすべての週のどこかで電力需要の50%を超え、半数の週で80%からほぼ100%に達しています139IEA, Electricity Market Report, Dec 2020.。原子力と石炭の段階的な削減は継続されました140Clean Energy Wireは、公式の一次資料に基づいた有用なグラフを公開・更新している。。電気はついたままです。

ロシアがウクライナに侵攻する前から、ドイツの新政権は自然エネルギー導入のスピードを3倍にして、2030年までに80%にすることを目指していました。現在、EUはロシアのガスから脱却するために、大幅な加速を設計しています。すでに、自然エネルギーとエネルギー効率の向上が石炭、褐炭、原子力の不採算事業を相殺し1412010〜20年のドイツの発電量は、褐炭が37%、強炭が64%、原子力発電が54%減少した。同様に日本では、政府が風力発電を抑制し太陽光発電の成長を遅らせたにもかかわらず、また電力会社が地域送電系統に競合他社を入れるよりもコストのかかるレガシー化石燃料プラントを稼働させることを優先したにもかかわらず、エネルギー効率化と自然エネルギーが福島原発事故後の出力損失を実質的に置き換えた(2010〜2021年にはそれを上回る)ため、経済成長と炭素節約の両方を支え、2021年の政策転換で加速するべきであった。、ドイツの温室効果ガス排出量は2010〜20220年にかけて半減し、原子力、石炭火力、褐炭火力のすべてが急落し142K. Appunn et al., “Germany’s energy consumption and power mix in charts,” citing official primary sources, 21 Dec 2021.、電力部門は(パンデミックで需要が落ち込む前に)5%ポイント余裕を持って気候目標を1年早く達成しました。

さらに驚くべきことに、自然エネルギー100%以上の日が多いデンマークでは風力発電だけで1日143Wind Europe, “Wind generates enough to cover Denmark’s entire power demand on Wednesday,” 23 Feb 2017.、南オーストラリアでは風力と太陽光(73%は屋上から)だけで6.5日稼働しました144S. Vorrath, “South Australia sets smashing new renewables record in final days of 2021,” 12 Jan 2022. 純粋な電子同期の解析がまだ終わっていなかったため、規制当局は冗長性を考慮して2倍の80MWをガスで供給するよう求めたが、太陽光の方が余剰電力が多かった(G. Parkinson, “South Australia grid just one step away from operating with wind and solar only,” 1 Dec 2021)。 。国立再生可能エネルギー研究所の専門家が満足するように、大規模地域に拡張できる米国の風力/太陽光/蓄電池の実験系統は何日も稼働し、信頼性と弾力性がありコスト競争力のある電力システムで自然エネルギー100%電力は実際に実現可能であることが証明されています145註112参照

また、風力発電や太陽光発電の余剰電力は、供給がほとんどまたは完全に自然エネルギーになると、巨大バッテリーやその他の系統バランス資源に経済的に取って代わることができます。しかし、ほとんどの場合、余剰電力は、系統を中心に考えるアナリストが想定するような「抑制(無駄遣い)」ではなく、まだ電化されていない業務に有益に再展開され、大型車の走行や鉄鋼、セメント、その他の重工業の熱を、直接、またはグリーン水素やアンモニアをつくることによって脱炭素化できます。つまり、産業経済は部分的に脱炭素化するよりも、全体として脱炭素化する方が簡単で安価なのです146註97参照。原子力発電が自然エネルギーと競合しないのであれば、より安価なグリーン水素もつくれないだろう(熱ブースト電解はともかく)。原子力のプロセス熱は、現代の競合相手と比較して、トラブルに見合うだけの価値があるとは思えず、産業界は一般に関心を持たない。

2.7. 電気の効率的な利用

自然エネルギーは現在、世界の91%(近い将来すべて)で新規の化石燃料や原子力発電所よりもMWhあたりのコストが低く、世界のおよそ半分(近い将来すべて)で既存の火力発電所を稼働させるよりもコストが低くなっています42。しかし、よりスマートな設計とより優れた技術によって、1MWhあたりからより多くの仕事を引き出すという、より安価な選択肢があることも多いと言えます。何百マイルも離れた場所で発電された電気は、平均で40ドル/MWhの追加コストがかかり、家庭では2~3倍のコストがかかってしまうので、「ネガワット」は特に安くなります。エネルギー効率化には通常1MWhあたり0〜20ドルのコストがかかりますが、電力が供給される場所を適切に調整すれば、遠隔地からの供給と比較してマイナスのコストとなります。では、どのくらい節約できるのでしょうか?

2011年、RMIは、歴史的に妥当なスピードで展開された2010年のベストテクノロジーを用いて、2050年までに米国の電気エネルギーを4倍生産的に利用する方法を厳密に示しました147A. Lovins and RMI, Reinventing Fire: Bold Business Solutions for the New Energy Era, Chelsea Green (White River Junction VT), 2011. 効率重視のグローバルシナリオと供給重視のグローバルシナリオはそれぞれ A. Grübler et al., “A low energy demand scenario for meet-ing the 1.5 °C target and sustainable development goals without negative emission technologies,” Nature Energy 3:515–527 (2018), and R. May et al., “Empirically grounded technology forecasts and the energy transition,” 14 Sep 2021, INET Oxford Working Paper No. 2021-01.。2010〜 2050年の間に2.6倍の経済成長を実現する際に、すべて電気自動車にすれば、2010年の4分の1以下の電力で、はるかに少ないコストで済むのです。これは、米国経済全体の効率3倍に引き上げ、自然エネルギーを5倍導入するシナリオの一部であり、5兆ドルの正味現在価値を節約し、CO2排出量を82〜86%削減するもので、新しい発明や議会による立法も必要ありません。州や地域の政策がうまくいけば、ビジネスによる利益追求が可能になります。このビジョンは、その後の実際の市場動向と見事に一致しています。仮に、2020年に4倍のエネルギー効率を達成できたとすると、2020年の米国の電力に占める自然エネルギーの割合は20.6%から82%になり、自然エネルギー(原子力を除く)の生産量を4倍にする必要よりもはるかに低コストで電力システムを脱炭素化することができます148残りは、さらなるエネルギー効率化(『火の再創造』ではかなり控えめになっている)、自然エネルギー、工業プロセス熱のためのコージェネレーション(燃料から自然エネルギーへの移行)との統合など、あらゆる最小コストの組み合わせにすることができる。新しい原子力発電設備は、たとえ運用上の必要性があったとしても、系統の脱炭素の旅を完成させるための競争力にはなりえない。

驚くべきことに、米国の小売電力の利用効率を4倍にすれば、現在電力を購入する場合の10分の1のコストに節約できます。これとは対照的に、広く引用されている2020年の研究では149https://netzeroamerica.princeton.edu/?explorer=year&state=national&table=2020&limit=200 を参照、節電vs電力供給の経済学を見落としているため、RMIの研究よりもはるかに少ない効率しか取り入れず、その結果、2050年のGDPとほぼ同じものを生み出すために、米国は2~4倍の電力を必要とすると仮定しています。この過剰な需要は、土地利用や交通渋滞などの細かな問題を引き起こしますが、これらはすべて、あまりにも少ない効率しか求めなかった結果です。政府や企業はこのような誤りを繰り返すべきではなく、不必要で、手を出すほど余裕のない、おそらく支払うこともできないような高価な供給側資産を建設するリスクを冒す必要はありません。

2.8. エネルギーと材料の安全保障

エネルギー安全保障のために原子力エネルギーが不可欠であるという主張には説得力がありません。この目標と成果をもっとも誇らしげに宣言している問題のあるプログラムについて、私が書いたように150R. Zissler, “France’s Nuclear Nuclear Power Plans and Techno-Economic Difficulties,” Renewable Energy Institute (Tokyo), 28 Jan 2022.、原子力はフランスでもっとも断続的な電源になってしまったのかもしれません。

2020年、フランスの平均的な原子炉は35歳の誕生日を迎え、3分の1の時間、電力をゼロにしました151M. Schneider et al., eds., World Nuclear Industry Status Report 2021.。2022年の予想出力152Électricité de France, 註16は2005年のピークを28〜33%下回っています。これは、フランスが修理と安全点検153Autorité de Sûreté Nucléaire, “Stress corrosion phenomenon detected on the safety injection system of Civaux NPP reactor 1—Shutdown of 1450 MWe reactors for inspections,” 21 Dec 2021.のために閉鎖した原子力発電設備が、ドイツの2000〜2021年の合計閉鎖量(1,780万kW154註7参照)を上回った2021年12月と同じです。フランスの2019〜2022年の原子力発電の不足分をCCGTで補えば、現在不安定になっている欧州のガス貯蔵量の30bm3の減少をはるかに上回り155BNEF, “Cold Winter Spells Disaster for Global Gas Market Dynamics,” 28 Oct 2021.、欧州のエネルギー安全保障をさらに危険にさらすことになります156F. De Beaupuy & R. Morison, “French Nuclear Giant’s Fall Risks Energy Security for All Europe,” BNEF, 22 Jan 2022 (subscriber product); ZeroHedge, “France Braces For Blackouts As Gas Stockpiles Dwindle,” OilPrice, 6 Feb 2022.

系統の安全性と原子力の安全性が衝突する中、フランスは今冬[2021〜2022年]157T. Gillespie et al., “Europe’s power crunch shuts down factories as prices hit record,” Financial Post, 22 Dec 2021; F. de Beaupuy, “France Faces Power Cuts in Case of a Cold Snap, Grid Says (1),” BNEF, 31 Dec 2021 (subscriber product); RTE, “RTE maintient la vigilance sur la fin de l’hiver, mais le prévisions météorologiques sur la période sont favorables,” Feb 2022.、穏やかな天候158Reuters, “France faces power crunch once mild weather ends, grid operator says,” 30 Dec 2021.といくつかの大規模な輸入159E. Wrigley, “France still biggest exporter, despite heavy imports in December,” EnAppSys, Jan. 2022, referring to all 2021; data here (https://transparency.entsoe.eu/).によって、いまのところ停電を回避しています。フランスの財政難の原子力部門には、拡張はおろか、設備の修理や更新をする余裕もありません160D. Stringer, “EDF Hit With Rating Warnings as France Acts on Energy Crisis,” 17 Jan 2022, BNEF (subscriber product); P. Chaffee, “France: Regulator Suggests ‘Marshall Plan’ for Nuclear Sector,” 21 Jan 2022, Nuclear Intelligence Weekly (subscriber product); L. Alderman, “France Announces Major Nuclear Power Buildup,” NY Times, 10/11 Feb 2022; P. Chafee, refs. 87.。フランスは161IEA, France 2021: Energy Policy Review, Nov. 2021.、2020年の自然エネルギー目標を達成できなかった唯一のEU加盟国であり162Reuters, “EU beats 2020 renewable energy goal, France lags behind—Eurostat,” 19 Jan 2022.、間違いなくドイツよりも悪いエネルギー安全保障を達成しています。多様で競争力があり、半分を自然エネルギーで賄うドイツの系統電力価格は、2007年以来、1年を除いて毎年、フランスの卸売価格を下回っています163BNEF, “Global Power & Fuel Prices” (subscriber product).

この論理は、原子力発電をエネルギー安全保障と反射的に同一視する人々にも、一考を要するものです。原子力発電は、エネルギー安全保障164特に、テロや戦争に対する原子力発電所の脆弱性(2022年3月4日の欧州最大のザポリージャ6号炉に対する前例のないロシアの砲撃など)や、日本やフランスで起きたような広域の同時安全停止から。、金融安定化、そして世界平和を脅かす可能性があります165A. & L. Lovins & L. Ross, “Nuclear power and nuclear bombs,” Foreign Affairs, Summer 1980.

土地利用166A. Lovins, “Renewable energy’s ‘Footprint’ Myth,” Electricity Journal 24(6):40–47 (2011); SolarPower Europe, Agrisolar: Best Practices Guidelines; https://agri-pv.org/en/; Fraunhofer ISE, “Agrivoltaics: Opportunities for Agriculture and the Energy Transition,” 2020; M. Simon, “Growing Crops Under Solar Panels? Now There’s a Bright Idea,” Wired, 14 Oct 2021; S. Joshi et al., “High resolution global spatiotemporal assessment of rooftop solar photovoltaics potential for renewable electricity generation,” Nature Communications 12:5738 (2021).や重要な材料167A. Lovins, “Clean energy and rare earths: Why not to worry,” Bulletin of the Atomic Scientists, 23 May 2017; —, “Six Solutions to Battery Mineral Challenges,” RMI, 27 Jan 2022.など、想定される自然エネルギーの制約は、かなり管理しやすいものです。上手く設計されたエネルギー効率化と自然エネルギーによる脱炭素化戦略は、エネルギーシステムの土地使用総量を減らすことができます。特に、効率的でタイムリーな利用が供給と適切に競合・比較され、地域・分散型資源が遠隔地・集中型と公平に競合する場合、系統の拡張が必要な場所もあるかもしれませんが、よく言われるほどではなく、必要性も低くなります。系統混雑が自然エネルギーのボトルネックになっている場合、もうひとつの選択肢は、同じ鉄塔で通常の2〜3倍、あるいはそれ以上の電力を運ぶことができる新しい種類の送電線(開示:私はこのメーカーのアドバイザーです)で、完全に動的な負荷を可能にし、既存の送電線を迅速かつ採算が取れるように再導線し、新しい道路権利や鉄塔なしに自然エネルギーの迅速な拡大を可能にすることができます。

2.9. 誰が、どのように選ぶのか?

誰もが、もっともクリーンで、安全で、手頃で、信頼できる方法で、熱いシャワーや冷たいビールといった必要な電力サービスを享受できるよう、十分な情報と可能な選択肢を得て、動機付けをもって、好ましい供給源からの電力を購入したり、自家発電したり、より生産的でタイムリーに電力を利用したり、あらゆる方法を選択できることが理想的です。しかし、実際には、そのような選択は、何十もの現実的な障壁に阻まれています168コンパクトなリストは pp 11–20 of A. & L.H. Lovins, “Climate: Making Sense and Making Money,” RMI, 2007.。それぞれがビジネスチャンスになり得ますが、大きな政策改革か、起業家の集中力と執拗な粘り強さ、あるいはその両方が必要です。

電力会社から規制委員会、政府まで、私たちがそのような選択を委ねる多くの組織は、すべての選択肢を比較したり競争したりする能力がないか、あるいは気にも留めていません。実際、米国のほとんどの州では169つまり、米国の半分以上は、いまだに電力収入と売上高が連動しているのである。しかし、全米の32の電力・ガス会社のうち少なくとも1社では、収入と売上が切り離されており、この改革は両業界の業界団体に支持されている。、電力会社にはより多くの電力を売ることで報酬を与え、使用量や請求額を削減することで罰則を与えているのが現状です。この逆説的な慣行は、最良の購入方法と実際に提供されるものの間に、選択肢、コスト、価値の大きなギャップを生み出しています。思慮深い市場では、思いやりのある顧客は、電力消費量を節約したり、消費時間をずらしたり、自家発電したり、近隣と相互取引したり、好みの電源種を選んで購入するなど、多くの選択を自分たちの手でおこなうことができます。このようなビジョンのある世界は、すでに現れています。エネルギー効率的な住宅とスマートな家電製品を持つ人々は、選択の自由があり、電力会社よりも大きな市場支配力をもちます。スマートな電気自動車、屋上の太陽光発電と蓄電池を追加すれば、電力会社は単なる便利なオプションのひとつに留まり、原子力発電は競争力のないものから無関係なものへと転落していきます。このような流れは、すでにはじまっています。

エネルギーシステムの変革は、どのようにおこなうにしても難しいものですが、いくつかの選択は他よりも難しそうに見えます。エネルギー効率化と自然エネルギーを大規模に導入するためには、関係者、行動、方法、介入のレベルやポイントが非常に多く多様であるため、少数の高度に専門化した機関の難解なスキルや複雑な行動に依存する原子力発電で同様の結果を得るよりも、遅延やリスクを抑えながら課題を克服できると私は考えています。この仮説は、さまざまな社会で観察される相対的なスピードとコストと矛盾しないように思われる。

3. 展望

また、2010〜2020年の間に、自然エネルギーが原子力の成長よりも5倍も多く電力を脱炭素化しました170IEA, “Global Energy Review: CO2 Emissions in 2020,” 2 March 2021.。原子力発電は、2018年まで主要10カ国のうち7カ国で171A. Lovins et al., “Corrigendum to ‘Relative deployment rates of renewable and nuclear power: A cautionary tale of two metrics’ [Energy Res. Soc. Sci. 38 (2018) 188–192],” Energy Research & Social Science 46:381–383 (Dec 2018).、自然エネルギーよりも導入が遅れており、現在、カーボンフリーの電力生産における世界の成長率への寄与は1%未満です。従来の形態であれ、新しい形態であれ、気候に大きな変化をもたらすにはあまりにも遅すぎるのです172A. MacFarlane, “Nuclear Energy Will Not Be the Solution to Climate Change,” Foreign Affairs, 8 July 2021.。しかし、逆に、競争を妨げ、市場スペースと系統の容量を独占し、資金、人材、注目、時間をもっとも気候変動に効果的な解決策からそらすことで、より速く、より安い選択肢を遅らせることになるのです。原子力発電を拡大する努力は、たとえそれが良策であったとしても、気候変動をさらに悪化させるものであり、しかも激化の一途をたどっています。原子力発電の実現可能性が低くなればなるほど、私たちはその重要で不思議な未来について、しばしばコストが高く、安全性が完全でないとも言われる現在の原子炉ではなく、まだ存在していない奇跡的な新型の原子炉に基づくべきであると考えるようになります。その未達成で部分的に未知の課題は、すでに何百倍もの発電能力を追加し、ほぼすべての国で成功し、10〜20倍の投資を獲得し、速度と規模に関する積極的な予測を常に上回っている自然エネルギー革命よりも、なぜか簡単で成功が確実と考えられています。

2021年の米国連邦インフラ法では、不経済な既存の原子炉を5~10年間救済するために60~120億ドル、業界が1世紀の3分の2にわたって努力しながら解決できなかった問題(価格、安全性、廃棄物、増殖)173M. Ramana & Z. Mian, “One size doesn’t fit all: Social priorities and technical conflicts for small modular reactors,” Energy Research & Social Science 2:115–124 (2014).を解決すると主張する新しいまたはより小さな種類の原子炉を開発するために60億ドルが追加されました。「改良型」または「小型モジュール炉(SMR)」174E. Shao, “Utilities Eye Mini Nuclear Reactors as Climate Concerns Grow,” Wall Street Journal, 2 Aug 2021; M. Bernard, “Small Modular Nuclear Reactors Are Mostly Bad Policy,” CleanTechnica, 3 May 2021.は、経済性175M. Ramana, “Small Modular and Advanced Nuclear Reactors: A Reality Check,” IEEE Access 9:42090 (2021).もちろん、小型の装置はMWhあたりのコストは低いが、単価が高い分、生産量も少なくなるので、フォアグラを少量食べれば痩せるのと同じような意味での節約にしかならない。SMRの売り込みは、古い大型軽水炉の批判を避けるのに必死だ。しかし、本物の市場がない以上、それは問題ではないだろう。、技術176M. Ramana, “The forgotten history of small nuclear reactors,” IEEE Spectrum, 27 Apr 2015.、安全性177E. Lyman, “‘Advanced’ Isn’t Always Better,” UCS, 18 Mar 2021.、増殖性178A. Glaser, L. Hopkins, & M. Ramana, “Resource requirements and proliferation risks associated with small modular reactors,” Nuclear Technology 184:121–129 (2013). ほとんどの設計に必要な中濃縮ウランも、サプライチェーンやタイムリーな経路を欠いている。M. Bandyk, “Nuclear reactors of the future have a fuel problem,” UtilityDive, 30 Aug 2021. しかし、爆弾に使用できるレベルまでの濃縮をより容易にし、ウラン濃縮能力の危険な拡散を助長している。の欠陥179高濃縮燃料を使用する中小型軽水炉は、長い燃料サイクル、海上での燃料補給の回避(空母用の航空燃料を除く)、軽量化という独自の戦略的価値が、その高コストを正当化したため、米国や他の原子力海軍での適用に成功した。このような海軍の価値は、コストが低下しているオングリッドや分散型電源と競争しなければならない民間の定置型原子炉には当てはまらない。のために、数十年前に一般に試みられ、拒否された概念を復活させ、改善しようとするものです。BNEF は、初期の SMR は太陽光発電の現行価格の10倍で発電し、数千キロワット建設された後は数分の一に下落するものの、競争相手となるには十分ではないと推計しています。連邦政府の強力な支援にもかかわらず、提案されているプロジェクトは、十分な顧客180M. Ramana, “Eyes Wide Shut: Problems with the Utah Associated Municipal Power Systems Proposal to Construct NuScale Small Modular Nuclear Reactors,” 2 Sep 2021. 2021年9月、まだ何も建設されていない段階で、UAMPSが提案した連邦立地の60MW(現在は77MW)加圧水型原子炉群による6州の小規模自治体への供給は、コストが2倍、モジュール数が半分、(どの計画からはじめるかによるが)4年から15年の遅れが生じている。A. Cho, “Several U.S. utilities back out of deal to build novel nuclear power plant,” Science, 4 Nov 2020; T. Gardner & N. Groom, “Some U.S. cities turn against first planned small-scale nuclear plant,” Reuters, 2 Sep 2020.1。2021年秋には、不透明ながら明らかに上昇するコストへの懸念から、顧客のコミットメントは当初提案されたプロジェクトの9分の1程度に半減し、安心できないことに、同様の構成(シナリオ3)に対する業界専門家のコスト見積りは、5~10程度の幅を示している。((2019年にまとめられた他の推計でも、大きな幅がある。) 一方、同じ需要家に対する自然エネルギーの市場価格、さらにはUAMPS自体の市場価格ははるかに低く、下落している。大株主で建設予定者であるFluorは、3年間で73%(ピーク時は90%)の価値を失った。開発者は2021年末までに462MWの契約を見込んでいたが、少なくとも2つのオフランプを条件として103MWになった。DOEの助成金14億ドルとさらなる融資や保証の可能性を差し引いて、コストは53億ドルと見積もられているが、株式提供はわずか2億ドル、すべて業者候補からのようである。残った顧客は、註86を読めば、退場する可能性は十分にある。従来型原子炉に関する同様の懸念は、1983年にWPPSS原子力プロジェクトを沈め、過去最大の米国地方債のデフォルトを引き起こし、同様の顧客(同じ顧客の一人でさえ)に損害を与えた。と市場181註72参照を見つけることが困難です。また、開発者や国は50を超える多様な設計を追求しており、これは繰り返し再現される失敗の条件です。

SMRの基本的な経済性は見た目よりも悪く、ゴールポストがどんどん後退していくからです。原子炉が大きくつくられるのは、物理的な理由でスケールダウンがうまくいかないからです。小型原子炉の思慮深い擁護者によれば、当初は今日の大型原子炉の約2倍のコストで電力を生産するとのことで、先に述べたように、これは現代の自然エネルギーよりも1MWhあたり3~13倍コストです(効率はともかくとして)。しかし、SMRがテストされ、コスト削減につながるはずの大量生産に向けてスケールアップしはじめる頃には、これらの自然エネルギーはさらに2倍安くなっているでしょう(BNEFとNRELが述べています)。大量生産で、SMRのコストを2倍×(3〜13)×2倍、つまり12〜52倍も削減できるわけがありません。実際、タービン回転のために発生する蒸気が無料であっても、SMRは競争に勝てません。なぜか? 大型軽水炉では、法外な資本コストの78~87%がタービン、発電機、ヒートシンク、スイッチヤード、制御装置などの非原子力部品を購入するためのものです。したがって、たとえ原子炉関係が無料であったとしても、非原子力発電の残りがGW規模であり、1基あたりのコストが高くならなかったとしても182しかし、この方法は、設計寿命が尽きた化石燃料プラントの数十年前の主要部品を再利用するため、コモンモード故障や予期せぬメンテナンスコストが発生する危険性がある。、SMR全体では何倍ものお金がかかることになります。

また、SMRは遅すぎます。早すぎるとは言わないまでも、合理化された許認可と連邦政府による何十億もの資金提供の約束にもかかわらず、最初のSMRモジュールの納入は2029年まで期待されていないのです。これは、顧客がコスト、タイミング、リスクを考慮した結果183註180参照、販売申し込みの半分以上を失った小型軽水炉プロジェクトと同じで、2022年の冷静で厳しい批評を読めば184註86参照。AP通信の不適切かつ一方的な記事は、IEEFAにコメントを求めることなく、推進派の批判を報道しましたが、その中で唯一理解できるほど具体的なものは不正確なものだった。(それは、IEEFAがDOEの助成金をカウントしていなかったという主張。実際には、IEEFAはその支援を差し引いて顧客(ベンダーではない)の経済性を分析している)。、残りも失うかもしれません。その分析によると、ベンダーは財務リスクと性能リスクは非常に低いと主張していますが、不透明なかたちで顧客にそのリスクをすべて押し付けていることがわかっています。最初の「先進」原子炉(ナトリウム冷却高速炉と高温ガス反応器)は、野心的にプロトタイプを飛び越え、一部の支持者によって2027〜2028年に始動することが期待されています。米国エネルギー庁は2017年、こうした初期プロジェクトが成功した場合、最初の商業用実証機の建設にさらに6~8年、商業受注までに5年の運転期間を要すると評価しており、商業発電は早くて2030年代後半、より妥当なのは2040年代と推測されます。しかし、米国政府は2035年までに系統を自然エネルギーで脱炭素化することを計画しており、SMRの気候変動に対する使命は先送りになっています185これは必ずしも法律に依存するものではなく、市場の力が非常に強力だから:オバマ大統領のクリーンプランが後任者によって頓挫した後、実際の導入が加速し、目標が早期に達成されたからである。

さらなる課題は、新しいSMRやそのクラスターの立地です(これはコストを削減しますが、福島第一で予測され経験したように、あるSMRの問題が同じ敷地内の他のSMRに影響したり、アクセスを妨げたりする可能性があることを意味します)。数カ所よりも多数の立地先とオフテイク契約を確保する方が難しそうです。規模の経済性によって工場建設を正当化するには、およそ50基のSMRの受注が必要になりますが、不十分ではあるものの、意味のあるコスト削減をはじめるには何百、何千ものSMRが必要です。高い電力需要と安価なSMRを想定した研究では、2050年までに米国が必要とするSMRはわずか350基と見積もられています1862020 Princeton Net Zero Americaのスライド183-184。この研究では、系統安定のために2050年に約1TWの火力発電が必要と仮定している。理由はまだ明確ではないが、おそらくコストのかかる自然エネルギーと蓄電の仮定、さらに参考文献にある10種類の系統柔軟性リソースのほとんどを排除するモデル制約を反映しているものと思われる。註89参照。;しかし一部の支持者はそれよりもはるかに多くなると予想しています。特に、基本的なSMRの安全性187ラマナ分析発表時のE.ライマン発言、註180参照。と明らかな財務的リスク188註86参照に関するNRC内部の不和を考えると、何十もの州と何百もの地方自治体がこれらの施設を迅速に承認できるとは考えられません…。

確実に引退する原子炉を適時に置き換え、それまでに大幅な追加生産ができるような、信頼できる性能のSMRを展開できる道はありません。しかし、エネルギー効率化と自然エネルギーは、米国と世界の市場で観察されたその導入率と価格の動きにもとづけば、それを容易に実現し、それ以上の成果を上げることができます。例えば189註86参照、2020年まで、CAISO(米国経済の7分の1を占める卸売電力管理機関)の接続待ち行列には120GWの自然エネルギーとストレージがあり、さらに非ISO西部では158GWが報告されています。CAISOの太陽光とストレージを組み合わせたプロジェクトだけでも2022年1月5日までに71GW以上になり、組み合わされている太陽光は合計64GW近く、いずれも数年後にサービス開始予定の最初の77MW NuScaleモジュールより3桁も多くなっています。

このような厄介な現実があっても、ロビイストや議員たちは、業界復活の最後の望みとされるSMR開発者に税金を浴びせることを止めないでしょう。民間資本がほとんどなく、納税者がコストの大半を負担し、顧客がコスト超過とパフォーマンスのリスクを負う190註86参照(40年前に同様の構造を持つWPPSS原子力の大失敗でそうなったように)SMRの一部は建設されるかもしれません。しかし、先代と同じような根本的な理由で失敗し、市場関係者が次の光るものを代用するようになり、すぐに忘れ去られるだろうと私は予想しています。このような失敗を繰り返しても、まだ酔いは覚めません。この業界は、強力なロビー活動を展開し、連邦政府からの資金援助を得ることができる限り、このパーティは続くでしょう。しかし、永遠に続くと思われるその失望は、危機に瀕した地球の気候にどのような影響を与えるのでしょうか?

4. 原子力発電は気候危機への取り組みを減じ遅らせる

気候変動に対する緊急事態として、5分の3を占める石炭とガスによる電力を置き換えるために、あらゆる低炭素電力源を必要とすることがしばしば想定されます。しかし、この仮定は優先順位を無視しているため、間違っています。飢饉を救うには、ステーキではなく米を買うのです。炭素を節約するためには、化石燃料による発電を置き換える、もっとも安価で、もっとも速く、もっとも気候変動に効果的なものを購入しなければならないのです。高価で時間のかかる解決策に費やすドルは、同じお金を安価で迅速な解決策に費やす場合よりも、後に節約できる炭素量が少なくなります。このような現実的な比較は、算術的に明白です。算術は意見ではありません191このイタリアのことわざは、しばしばガリバルディのものとされるが、どうやらマリオッティのものであるらしい。。自然エネルギーより3〜13倍高い原子力の1MWhを買うと、自然エネルギー3〜13MWhの代わりに原子力1MWhが得られます。つまり、2〜12MWh少なく、同量のMWhは少なくとも10年後に得られることになります。その代わりに自然エネルギーを選べば、3~13倍多くの炭素を節約でき192註171参照、準備期間と建設期間が桁違いに短いため、10年早く済むのです。フランスのマクロン大統領は193E. Macron, “Reprendre en main notre destin énergétique,” 10 Feb 2022自然エネルギーと原子力の大規模な拡大(の願望)をアナウンスする演説; L. Alderman, 註160参照、「原子炉の建設には15年かかるので、当面の電力需要を満たすには自然エネルギーを大量に開発する必要がある」(現在のフランスの経験にもとづく、ただし世界平均は10年)と述べている通りです。

エネルギー効率化はさらに安いので、1ドルあたりの炭素削減量はさらに多くなり、通常、新しい原子炉を建設するよりも、既存の原子炉をただ運転するよりも安くなります。つまり、経済的でない原子炉を他の時代遅れの資産と同じように市場から撤退させ、代わりにエネルギー効率化(または競争力のある自然エネルギー)を購入することで、より安価なカーボンフリー競争相手194A. Lovins, “Does nuclear power slow or speed climate change?,” Forbes, 18 Nov 2019.に需要と系統容量を開放し、気候効率の悪い原子炉を稼働し続けるよりも、1~2年の内に取りかかることができ195World Nuclear Industry Status Report 2019, pp. 249–250.より多くの炭素を削減することができます。

したがって、原子力が化石燃料による発電の効果的な代替となることは、その種類や規模にかかわらず、基本的に間違っています。今日のカーボンフリー196この用語は、燃料サイクルの運用や施設に含まれるエネルギーに配慮して、運用時排出量の近似的な略語として使用している。これは、本論文の範囲外ではあるが、結論には影響しない複雑なテーマである。と称される原子力、自然エネルギー、エネルギー効率化の3つの選択肢が、コストとスピードにおいて同等であった場合のみ、気候変動に対して同等の効果を発揮し、信頼性、回復力、安定性、安全性といった他の属性にもとづいて選択することができるのです。実際には、コストやスピード、気候変動に対する効果において何倍もの差があるため、この差は気候変動の緊急事態においては決定的なものとなります。

過去の過ちを繰り返さないようにしましょう。石炭火力発電所は炭素ではなくコストを計算して建設されました。原子力発電所は、炭素を計算することによって正当化されますが、コストは計算されません。効果的な気候変動対策は、炭素、コスト、スピードを考慮しなければなりません。この論理を聞いたことがないとしたら、それはおそらく、原子力産業が経済性、もっと言えば比較するまでもないほどわずかな経済性について、そして、なによりも気候効果を議論したくないと切に願っているからでしょう。彼らは、CO2を出さずに運転できれば十分であり、あらゆる選択肢が必要なのだから、相対的なコストやスピードは問題ではない、と考えてほしいのです。手のひらを返したような議論をしても197A. Gilbert, 註118参照。これは、気候変動にともなう機会費用説を攻撃する業界初の試みであり、どうやら人々に理解されるのを恐れて、注意を喚起するのを嫌ったようだ。、データ、現場での経験、文献を前にすると、その主張が崩れてしまうのです198註88参照

気候は、ムシのいいマントラやノスタルジックな懐古主義によって安定化するのではなく、賢明な選択によって安定化するのです。米国の原子力評論家デイブ・クラフト氏が述べているように「私たちは気候の危機にあるのであって、中華料理のビュッフェにいるのではない」のです。私たちの目標は、各カテゴリーから一品ずつ選ぶのではなく、限られた時間とお金でもっとも二酸化炭素を削減でき、空腹を満たし、財布に合ったメニューを選ぶことであるはずです。それはとてもシンプルなことです。米国のエネルギー政策において、「上記のすべて(All of the above)」という言い方は、思慮深い分析に代わるものとして、超党派で人気があります。米国とEUでは、原子力発電を「クリーン」と再分類し、新たな指令や補助金の対象とする一方で、競合他社のブランドや資金力を低下させようとしています。しかし、ピーター・ブラッドフォード氏は「私たちは勝者を選んで支援するのではありません」という政治的マントラに同意した上で、理路整然とこう付け加えました。「彼らはそれを必要としていません。私たちは敗者を選んで応援しているのです。」

プライドが高く頑固で妄想にとらわれた長老が癌に冒されても、現実を受け入れてホスピスに入ろうとしないように、原子力も痛みをともなう市場原理による治癒不可能な攻撃でゆっくりと死につつありますが、現実を受け入れてホスピスに入ろうとしません。戦後成長の原動力から、石油の代替、石炭の代替、気候の保護、世界の貧困層への奉仕まで、原子力は生き抜くための理由を使い果たし、今、その理由を失っています。表向きの元気な声とは裏腹に、「化粧」の下にある「蒼白」や「シワ枯れ」が見えます。この先、原発の集中治療は、活力ある後継者の命から、どれだけの資金、人材、注目、政治資金、貴重な時間を奪い続けるのでしょうか。その末期は、穏やかなのか混沌としたものなのか、優雅なのか苦々しいのか、既定路線なのか、計画路線なのか。それが私たちの選択です。

謝辞

Peter Bradford教授、Ralph Cavanagh教授、Mark Cooper教授、Gregory Jaczko博士、Jonathan Koomey博士、Jim LazarFrank Lindh教授、Mcle SchneiderM.V. Ramana教授などの専門家の協力(結果については未確認)により作成されましたことを感謝いたします。本稿はSchweizerische Energie-Stiftung の好意により依頼・発行された202110月版を、許可を得て拡大・更新したものです

元論文:Amory B. Lovins ”US nuclear power: status, prospects, and climate implications” The Electricity Journal, Volume 35, Issue 4, May 2022. ライセンス:“Creative Commons Attribution 4.0 International Licence (CC BY 4.0)” 著者の許可のもと、ISEPによる翻訳