⽇興リサーチレビュー

Short Review
2024 年 4 ⽉

核融合発電の実現に向けた最新の進展
投資⼯学研究所成⽥和弥

1. はじめにCO2 を排出しない次世代クリーンエネルギーとして、核融合発電1に対する世界各国からの期待が⾼まっている。⽶国の TAE Technologies、Helion Energy などのスタートアップ企業の計画が進展し、核融合発電の実現が現実味を帯びてきた。
我が国では、核融合発電の早期実現を⽬指した国家戦略として、2023 年 4 ⽉に「フュージョンエネ
ルギー・イノベーション戦略」が制定され、同年 6 ⽉には核融合を含む「統合イノベーション戦略 2023」が閣議決定された。また、「統合イノベーション戦略 2023」を踏まえて、核融合発電を⼀つの新しい産業として、確⽴・育成することを⽬的としたフュージョンエネルギー産業協議会が 2024 年 3 ⽉ 29 ⽇に設⽴された。計 21 社が発起⼈として役員に就任する（図表 1）。最終的には 50 社以上が同協議会に参加する⾒込みであり、核融合発電の実現に向けて官⺠が⼀丸となって取り組んでいる。
図表 1

フュージョンエネルギー産業協議会役員

株式会社アトックス

⼤和合⾦株式会社

株式会社EX-Fusion

三井物産株式会社

⽇揮株式会社

株式会社フジクラ株式会社Helical Fusion

古河電気⼯業株式会社

住友商事株式会社

京都フュージョニアリング株式会社

三井不動産株式会社

⽇本電信電話株式会社

株式会社LINEAイノベーション

三井住友海上⽕災保険株式会社

株式会社IHI

三菱重⼯業株式会社

東芝エネルギーシステムズ株式会社

株式会社INPEX

三菱商事株式会社

Ｂｌｕｅ Ｌａｓｅｒ Ｆｕｓｉｏｎ合同会社

清⽔建設株式会社（出所）内閣府ホームページより⽇興リサーチセンター作成

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重⽔素(Deuterium)や三重⽔素(Tritium)のような軽い原⼦核同⼠が融合し、ヘリウムなどの元素に変わる際の質量⽋損により発⽣するエネルギーを利⽤した発電⽅法。CO2 を排出しないこと以外にも、資源の豊富さ、エネルギー効率の⾼さ、原⼦⼒発電のように暴⾛しないという安全性から注⽬が集まっている。

本資料は、信頼性の高いデータから作成されておりますが、当社はその正確性・確実性に関し、いかなる保証をするものではございません。本資料は、情報提供を目的としており、投資勧誘を目的としたものではございません。証券投資に関する最終判断は、投資家ご自身の判断でなさるようにお願いいたします。本資料の著作権は当社に帰属し、本資料の転用および販売は固く禁じられております。

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国際的には、2023 年 11 ⽉から 12 ⽉にドバイで開催された COP28（国連気候変動枠組条約第 28 回締約国会議）において、ケリー⽶国⼤統領特使から、⽶国が核融合発電の早期実現を⽬指す旨の説明があった。COP において、核融合発電について⾔及されたのは初めてのことである。
本稿では、核融合発電の実現に向けた直近の技術開発などの進展について報告する。

2. 核融合発電の実現に向けての直近の進展
2.1. 国際共同プロジェクトおよび各国プロジェクトの動向
はじめに、国際共同プロジェクトである ITER プロジェクトの進展について紹介する。
ITER プロジェクトとは、核融合発電の早期実現に向けて⼈類初の核融合実験炉を実現しようとする国際的プロジェクトである。同プロジェクトには、⽇本、欧州、⽶国、ロシア、インド、中国、韓国の7 極が参加している。当初の⽬標として、2025 年にファーストプラズマの達成、2035 年に核融合運転を開始することを掲げている。しかし、ファーストプラズマの達成が予定から数年遅れる⾒込みになっている。その主な原因は、①真空容器の組み⽴て時における溶接の精度不⾜、②冷却⽤配管の⻲裂、③真空容器の素材の変更などである。これらの課題のうち、①については技術的な課題だけではない。ITER
プロジェクトの実験炉が建設されているフランスでは、原⼦⼒発電炉と同じ厳しい規制を核融合実験炉に適⽤していることが関連している。なお、⽶国、イギリス、⽇本では、フランスとは異なり、現在は科学実験などで使⽤される放射性同位元素を管理する法律に基づいて核融合実験炉を管理している。
ITER プロジェクトの実験炉に適⽤されている規制に⽐べるとその規制は厳しくない。
続いて国別の進展を紹介する。
⽶国では、ローレンス・リバモア国⽴研究所（LLNL）の国⽴点⽕施設(NIF)が 2022 年 12 ⽉に続いて、2023 年 7 ⽉ 30 ⽇に再び投⼊エネルギーを上回る核融合点⽕状態を達成した。投⼊エネルギーの2.05MJ に対して取り出すことができたエネルギーは、3.88MJ であり、前回の 3.15MJ を上回った。
2023 年においては核融合点⽕状態を計 4 回達成し、レーザー核融合による核融合点⽕状態の再現性を確認することができた。
欧州では、イギリスにあるトカマク型核融合実験炉の欧州トーラス共同研究施設（JET）が 2023 年
12 ⽉に、これまでの核融合実験で最⼤のエネルギー出⼒である約 69MJ を 0.2mg の燃料から⽣成することに成功した。JET は本実験を最後に運⽤停⽌となるが、英国原⼦⼒公社（UKAEA）による次の開発プログラム「STEP」に、これまでの研究によって得られた知⾒が引き継がれる。
中国では、全超伝導トカマク核融合実験装置（EAST）が ITER プロジェクトで採⽤されている標準的なプラズマの定常閉じ込めモードである H モード2を 403 秒維持することに成功した。これは EAST ⾃⾝が 2017 年に達成した世界記録である 101 秒を 300 秒以上更新した。また、中国では 2025 年完成
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加熱⼊⼒が、あるしきい値を越えた時にプラズマ表⾯付近で急激に温度・密度が⾼い分布に遷移し、エネルギー閉じ込め時間が改善する閉じ込め状態（国⽴研究開発法⼈量⼦科学技術研究開発機構ホームページより引⽤）。

本資料は、信頼性の高いデータから作成されておりますが、当社はその正確性・確実性に関し、いかなる保証をするものではございません。本資料は、情報提供を目的としており、投資勧誘を目的としたものではございません。証券投資に関する最終判断は、投資家ご自身の判断でなさるようにお願いいたします。本資料の著作権は当社に帰属し、本資料の転用および販売は固く禁じられております。

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予定の核融合総合研究施設群「CRAFT」の建設が進められている。「CRAFT」は 2030 年に発電実証予定のトカマク型実験炉「CFETR」に使⽤される材料、部品の開発や基礎的な研究を⾏う研究施設の集まりである。
⽇本では、国⽴研究開発法⼈ 量⼦科学技術研究開発機構（QST）那珂研究所の JT-60SA3が当初予定から 2 年以上遅れたものの、2023 年 10 ⽉にファーストプラズマの⽣成実験に成功した。今回の実験から得られた知⾒は、ITER プロジェクトや今後の核融合発電の実証研究に⽤いる原型炉に活かされる予定である。また、JT-60SA は、⾼圧⼒のプラズマを 100 秒以上維持することを次の⽬標にしている。

2.2. スタートアップ企業の動向
次に⺠間のスタートアップ企業の動向について紹介する。
はじめに最近のスタートアップ企業への資⾦動向について確認する。⽶核融合産業協会（FusionIndustry Association、以下 FIA）の 2023 年版のレポートなどによると、2023 年現在、全世界の核融合スタートアップ企業の資⾦調達額は累計で 62.1 億ドルを超えている。2022 年の累計調達額（約 48.6億ドル）から約 13.5 億ドルの増加である。2022 年の年間資⾦調達額（約 28.3 億ドル）と⽐較すると、年間資⾦調達額は半減した。FIA の 2023 年版レポートによれば、2023 年は世界的なインフレ率の上昇や銀⾏破綻の懸念により、投資家にとってネガティブな環境だったことも影響していると述べられている。
FIA の 2023 年版レポートによると、直近 1 年間で最も資⾦調達を⾏ったスタートアップ企業は、⽶国の TAE Technology であり、その⾦額は 2 億 5,000 万ドルであった（図表 2）。⽇本企業としては、
京都フュージョニアリングが 7,900 万ドルの資⾦調達を⾏った。これは世界の核融合スタートアップ企業の中で 3 番⽬に多い⾦額である。

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フュージョンエネルギーの早期実⽤化を⽬指し、イーター計画と並⾏して⽇欧が共同建設した世界最⼤のトカマク型超伝導プラズマ実験装置（国⽴研究開発法⼈量⼦科学技術研究開発機構ホームページより引⽤）。

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図表 2

核融合技術のスタートアップ企業（直近 1 年間の調達⾦額上位 10 社）
所在国

設⽴年

調達⾦額
（万ドル）

核融合⽅式

TAE Technology

⽶国

1998

25,000

磁場閉じ込め

ENN

中国

2018

20,000

磁場閉じ込め京都フュージョニアリング

⽇本

2019

7,900

ー

Focused Energy

⽶国/ドイツ

2021

6,700

慣性閉じ込めENERGY SINGULARITY FUSION POWER TECHNOLOGY

中国

2021

5,500

磁場閉じ込めSHINE Technologies

⽶国

2005

5,000

慣性閉じ込めAvalanche ENERGY

⽶国

2018

4,100

磁場閉じ込めTHEA Energy

⽶国

2022

2,300

磁場閉じ込め

イスラエル

2019

2,200

磁場閉じ込め

⽶国

2022

2,000

磁場閉じ込め会社名

nT-TaoGeneral Atomics（出所）FIA の 2023 年版レポートより⽇興リサーチセンター作成

実際、2023 年 5 ⽉に京都フュージョニアリングは、三菱商事や関⻄電⼒、政府系ファンドである JIC
ベンチャー・グロース・インベストメンツなど 16 社から総額 105 億円の資⾦調達を⾏っていることを公表している。国外では、⻘⾊発光ダイオード（LED）の開発でノーベル物理学賞を受賞した中村修⼆⽒が最⾼経営責任者(CEO)を務める⽶国のブルー・レーザー・フュージョンが、ソフトバンクと伊藤忠商事からそれぞれ数億円の資⾦調達を⾏った。また、イギリスのトカマクエナジーも古河電気⼯業から約 18 億円の資⾦調達を⾏うなど、⽇本企業からの国境を超えた資⾦調達が積極的に⾏われていた。
また、新しいスタートアップ企業である LINEA イノベーションが、⽇本⼤学と筑波⼤学の研究者によって、2023 年 9 ⽉に設⽴された。LINEA イノベーションは、FRC（Field-Reversed Configuration／磁場反転配位）とタンデムミラー⽅式の複合による核融合⽅式を採⽤している。放射化4といった反応を引き起こす中性⼦の⽣成が少ない核融合燃料（重⽔素―ヘリウム 3(D-3He)および軽⽔素―ホウ素11(pB11)）による発電の実現を⽬指しており、2024 年 1 ⽉には 7,000 万円の資⾦調達を⾏った。軽⽔素とホウ素 11 を燃料とした核融合反応は、ITER プロジェクトの実験炉や他の多くの核融合炉で⽤いられている重⽔素―三重⽔素（DT）燃料による核融合と異なり、核融合反応によって放射線である中性⼦が発⽣しない。したがって、よりクリーンな核融合と⾔われており、注⽬を集めている。
技術的な進展に関しては、⽶国の TAE Technologies が⽇本の核融合科学研究所の⼤型ヘリカル装置（LHD）を使⽤して、軽⽔素とホウ素 11 を燃料とした核融合反応の実証に世界で初めて成功した。また、同じく⽶国の Commonwealth Fusion Systems は、⾃⼰点⽕条件の達成と 50〜100MW の核融合電⼒の⽣成を⽬標にした⼩型核融合炉（SPARC）を現在建設中であり、2025 年に稼働する⾒込みで
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元々は放射能が無い物質を放射性物質に変化させる反応。

本資料は、信頼性の高いデータから作成されておりますが、当社はその正確性・確実性に関し、いかなる保証をするものではございません。本資料は、情報提供を目的としており、投資勧誘を目的としたものではございません。証券投資に関する最終判断は、投資家ご自身の判断でなさるようにお願いいたします。本資料の著作権は当社に帰属し、本資料の転用および販売は固く禁じられております。

4⽇興リサーチレビューある。
商業化に向けた動きとして、2023 年 5 ⽉に Helion Energy がマイクロソフトと 2028 年からの電⼒供給契約を締結したことが発表された。これは核融合発電による電⼒の契約としては世界初であり、このニュースは世界中から注⽬された。
⽇本のスタートアップ企業に関しては、京都フュージョニアリングが海外の公的機関や⺠間企業から実験炉に使⽤する装置の受注契約を締結し、ドイツのカールスルーエ⼯科⼤学と技術開発について協⼒協定を締結するなど、国内外で同社の技術⼒の⾼さが評価されている。また、EX-FUSION がオースト
ラリアの EOS Space Systems と技術協⼒の覚書を締結した。この技術協⼒の⽬的は、EX-FUSION がこれまで核融合研究で得たレーザー技術の知⾒を活かして、地上からレーザーを宇宙ゴミ5に照射して、宇宙ゴミを⼤気圏に落とすことによって除去する技術の開発である。このように、核融合研究はその過程において派⽣する技術によって異なる分野の問題解決や産業の発展に貢献することも期待されている。

3. まとめ
本稿では、直近の核融合発電に関する主な進展と現状について確認した。
ITER プロジェクトが当初の計画より遅れているものの、他の公的機関やスタートアップ企業は核融合発電の実現に向けて着実に進展している。また、⽇本では装置の開発などのハード⾯だけでなく、核融合発電を産業として育成・確⽴するための核融合産業協議会の設⽴など、ソフト⾯でも前進している。
核融合発電の実現にはまだ多くの課題が残っているが、⽇本のスタートアップ企業への継続的な投資、逆に⽇本企業による海外のスタートアップ企業への投資など核融合発電の実現に向けて活発な動きが続いている。Helion Energy とマイクロソフトによる電⼒契約が締結されるといった報道もあった。
2030 年代から 2040 年代に商⽤核融合発電を⽬標に掲げるスタートアップ企業もあり、今後も着実な進展を続け、核融合発電が少しでも早く実現することが期待される。

参考⽂献
中澤・成⽥（2023）「【Research Report】核融合発電技術の展望と課題」
https://www.nikko-research.co.jp/library/12297/
（END）

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宇宙空間に残留している運⽤が終了した⼈⼯衛星やロケットの破⽚など。⾮常に⾼速で移動しているため、⼈⼯衛星などに衝突すると致命的な影響を与える可能性がある。2023 年 12 ⽉時点で 1 ㎜以上の宇宙ゴミの数は 1.3 億個以上と推計されている。

本資料は、信頼性の高いデータから作成されておりますが、当社はその正確性・確実性に関し、いかなる保証をするものではございません。本資料は、情報提供を目的としており、投資勧誘を目的としたものではございません。証券投資に関する最終判断は、投資家ご自身の判断でなさるようにお願いいたします。本資料の著作権は当社に帰属し、本資料の転用および販売は固く禁じられております。

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