世界・日本のエネルギー事情２

人口の増加に伴う世界のエネルギー消費の推移

100万石油換算トン

約140億石油換算トン

化石燃料 85％

出典:経産省の資料を元に作成

人口の増加と共に化石燃料の使用量も増加
３

世界の人口と一次エネルギー供給（消費）量 （例2018年）
世界の人口（2018年）

世界の一次エネルギー総供給量（2018年）

先進国、大国で全エネルギーの65％ものエネルギーを消費している４

世界の一人あたりの一次エネルギー供給（消費）量比較 （例2020年）（ギガジュール/人）

400Gｼﾞｭｰﾙ＝約10 石油換算トン(toe)400
7.5 toe

カナダ、アメリカ、韓国、ロシアは一人当たりのエネルギー消費が多いが、今や中国も欧州先進国、日本と同じ程度のエネルギー消費国である。

3.1 toe

1.8 toe75.4

５CO2の排出量と大気中のCO2濃度の推移

2015年
パリ協定

1997年
京都議定書

CO2濃度（ppm）

CO2排出量（億トンCO2）
2022年

400

400

368億ﾄﾝ

CO2濃度(ppm)

産業革命

天然ガス

第２次世界大戦

200

戦後、急激にエネルギー消費量が増え、CO2排出量が増えた

石油

石炭

1800年

1900年

10年毎

2000年

1年毎

2010年

６

世界の主要国のエネルギー源の構成

原子力

水力

再生可能化石燃料の割合
85%

世界

85%

90%
64%

日本

64%
52%

出典:経産省の資料を元に作成

化石燃料がエネルギー源

７

世界の使用電力の中での発電方式によるエネルギー源の分布

フランス

水力を使うか、原子力発電を使うか、で脱炭素を推進

水力発電

再生可能エネルギー

発電量の65％が化石燃料によるもの

８世界のエネルギ―消費大国での発電量と電源構成(2017年)

化石燃料発電 （化石燃料の割合）
天然ガス（LNG)

再生可能エネルギー

(71%)
(73%)
(71%)
(60%)
(52%)
( 8%)
(46%)
(63%)
出典:経産省の資料を元に作成

多くの先進国でも、発電に化石燃料を使っている。
フランスは原子力発電の効果が大きくわずか８％。 ９発電方式による地球温暖化ガス排出比較
g-CO2/kWh
ウインドファーム

24.0
26.5

風力

再生可能エネルギーや水力、原子力発電の利用で、温暖化ガスの放出は、1/10～1/100に削減できる。

25.7

太陽光58.6

太陽光38.0

地熱

13.1

水力

10.1

原子力

19.4
LNG

水力、原子力発電は、大きな電力を得ることができる。
473.5

石油
石炭
その他（間接） 発電燃料燃焼（直接）

738.0
942.7
10

世界の原子力発電所 送電開始と閉鎖の推移
原子炉数（基）石油危機

チェルノブイリ
原発事故

世界総基数 運転中431基
２６５３１億ｋWh
建設中 ６２基
計画中 ７０基

ＴMI
原発事故

福島第一
原発事故
建設総基数：６３８基

1970

1990

廃止基数：２０７基

2010

表数値出典：日本原産協会2023-3-13

11

世界各国の原子力発電のシェア
70.6％

2019年実績値

7.5％

運用中の原子力発電所
４３１基（容量約４億６８９万kW）原子力発電による発電量
２兆６５３１億ｋWh

中国は、2022年には417.7TWで全電力量の約5％を占める。

世界の総発電量 約２２兆ｋWh
原子力発電はその 約１２％
12

日本の原子力発電所の稼働状況
総数３６基 3722万ｋW

稼働しているのは半分以下

PWR

BWR

13

原子力発電とは

14

電気を起こす仕組み－原子力発電の仕組み
原子力発電の仕組みは、他の発電と同様ボイラーが原子力エネルギーと言う違いだけで単純だが。

複雑にしているのは安全確保のための仕組み
運転制御系統

格納容器
圧力容器

発電部
蒸気発生部

蒸気系

計装機能
電源供給・制御機能

発電機
タービン
送電系統
冷却系
ポンプ

核反応発熱部（炉心・燃料）

炉停止・反応制御系

ボイラ－（やかん）部

復水部

冷却部

ポンプ
除熱系
15

原子力発電所の構成
志賀原子力発電所・沸騰水型原子力発電所（BWR）の全体概要
BWRの特徴沸騰水を利用することで、核制御の安定性が大きく、運転しやすいこと。
沸騰した蒸気を利用して発電
炉心（発熱部）

電気を送り出す

所内で必要な電気をもらう
非常用電源DG
電源車
所内配電システム

水を炉内に戻す

水を攪拌BWR：Boiling Water Reactor

機器･系統制御システム

所内電源

16

志賀原子力発電所の特徴
１号機（５４万ｋW）

２号機（１２０．６万ｋW)

約56ｍ

約58ｍ

約72ｍ
BWR

格納容器の小型化

格納容器（MARK Ⅰ改良型）
鋼製円筒/円環形
再循環ポンプ２台
ジェットポンプ16台（炉内）

約77ｍ
ABWR
格納容器
RCCV
鉄筋ｺﾝｸﾘｰﾄ製
鋼製内張円筒型

インターナルポンプ10台（炉内）
17

志賀原子力発電所の特徴
沸騰水型原子力炉（BWR: Boiling Water Reactor)

ABWR

BWR

炉心の冷却水を循環させる再循環ポ
ンプを原子炉圧力容器の中に入れ、外付けの大きな配管を無くしたことが最も大きな特徴

駆動系の単純化
制御棒駆動系の多様化

ジェットポンプ
（１６台）
燃料

燃料
制御棒

水圧駆動制御棒

制御棒

原子炉内蔵型再循環ポンプ（インターナルポンプ10台）

電動＋水圧駆動制御棒

再循環ポンプ（２系統）

ABWR：Advanced Boiling Water Reactor 改良型沸騰水原子炉18

原子力発電所の構成の特徴
常用系は、発電所の通常の運転をつかさどる制御設備である。
・制御棒の引抜・挿入を制御する制御棒制御系，・原子炉の出力に関係する再循環流量を制御する再循環流量制御系，・原子炉への冷却水である給水の流量を制御する給水流量制御系，・原子炉圧力ならびにタービンを制御する原子炉圧力・タービン制御系，・タービンおよびタービン発電機保護系
・これらの系統を制御する運転制御設備および変圧器や遮断器などの電気供給設備
今回、能登半島地震で損傷した変圧器は常用系の設備であり、多重化されているとともに、安全系は別に備などから構成される。

安全系は、えられている。

万一異常が発生した場合に原子炉安全を確保する安全上重要な計測制御設備である。
・異常が発生した場合に原子炉を緊急停止させる原子炉安全保護系，・異常時に原子炉冷却の維持や放射能の拡散を抑制するために設けられている
工学的安全施設の動作を制御する工学的安全施設制御系，・中性子束を計測し原子炉の出力を監視する核計装系
・常用系とは別に、異常発生時に機能する、電気供給設備、系統制御設備などから構成される。
常用系の異常が安全系に影響を及ぼさないように、物理的・電気的に分離すること
19
また安全系は相互に独立した多区分構成とすること、が要求されている

安全とは

20

社会での「安全」とは●一般に「安全」とは以下のように定義されている。
①物事が損傷したり、危害を受けたりするおそれのないこと。
②安らかで危険のないこと。平穏無事。
（出典：広辞苑）21

原子力発電の安全とは原子力における「安全」すなわち「原子力安全」とは、「放射線リスクによって生じる人と環境（人の生活環境）に悪い影響を与えることを防ぐ」ことである。
この達成すべき安全目標は、国民とのリスクコミュニケーションにより定められる。
原子力発電の設備は、これを達成するように造られ、運用される。
要点：①それぞれが安全確保の責務を果たす意識② “リスク”による定量化③ 安全目標、性能目標のコンセンサス（目標の合意）④「深層防護」を念頭に対応
22

｢深層防護」の考え方「深層防護」とは、多重化、多様化により、確実にする考え方
設計

設計者が取り組む範囲

設計者（発注者）の役割

第1層：異常・故障の発生防止→ 通常運転の範囲

第2層：異常・故障の「事故」への拡大防止 → 異常を検知する
第3層：「事故」の影響緩和→ 設計基準事故以内に収める
運用

使用者の役割「設計者」とは設計基準･仕様に基づきプラントを設計製造するもの。
第４層は、一部も設計者の役割があるが、基本は使用者の役割である。

第4層：「設計基準を超す事故」への施設内対策→ シビアアクシデント（過酷事故）に展開させない。影響を小さくする→重大事故に対処するための機能を有する施設を付加する。
→ 使用者のアクシデントマネジメント（AM）対応

使用者が取り組む範囲

防災

国・自治体の役割

第5層：公衆と環境の防護のための防災対策→ 住民・公衆による災害を防ぐ

23

原子力安全の原則
原子力発電所の安全確保の重要な手段

第２層
「止める」

ECCS：Emergency Core Cooling System

第３層

第４層

「冷やす」

非常用炉心冷却系

第３層

第４層「閉じ込める」24

原子力の安全を設計する●安全設計「第1-４層までみた安全の考え方を示す」

放射性物質、崩壊熱などの危険性を制御、管理し、安全を確保するためのシステム設計－多重化、多様化、独立性の確保
多重化(性)：同一の機能を有する同一の性質の系統または機器が2つ以上あること
多様化(性)：同一の機能を有する異なる性質の系統または機器が2つ以上あること
独立性：それぞれが影響をうけずに、独立して機能すること●構造設計 「第1-3層（発生の防止、拡大の防止、影響の緩和で設計する」
所定の発電所内部・外部からの力に対する構造健全性（強度確保）の確保の観点からの設計－壊れない、機能が失われないようにする●安全評価「設計したものの安全のレベルをリスクで確認する」

安全設計の妥当性の確認
つまり、原子力発電所がシステムとしてそれぞれの機器・系統が連携をとりながら安全に運転できるか、また安全に停止できるかを評価－十分に小さなリスクで原子力安全が確保されることを示す
社会の要求に基づくリスクレベルを確保する。
（注）「リスク」とは、発生の事象の大きさと可能性、確率をいう。

25

地震を考える26

地震動の発生メカニズム
日本は、プレートのぶつかり合う地盤のうえにある。
「わが国の原子力発電所にとっては、地震が最大の脅威である。
いかに対応していくのか、わが国の重要な課題である。」
太平洋プレート

様々な地震が発生

日本列島
活断層データ

内陸地殻内地震
内陸地殻内地震

歴史地震データ

ユーラシアプレート
ユーラシアプレート

地震
間ート
レプ

ハワイ当たりから長年かけて移動してきている
薄い地殻構造歴史地震データ

北米プレート
巨大な地殻構造海洋プレート内地震
海洋プレート内地震

日本海溝を形成27日本付近の地震の分布

プレートの沈み込み
地震動が少ない領域

地形図
地震発生地点

地震は、マントルの動き、地殻の動きで生じる地盤のずれにより発生する。

28

日本各地の地震・断層帯の位置

出典：政府 地震調査研究推進本部（拡大図）

砺波平野断層帯
呉羽山断層帯29

原子力発電所の地震－解析と実験による安全性確保

総合的に安全を確保、確認する

地震動の解析例

実験による安全性の確認
解析
実験

設計の高度化

実験による主要設備の耐震性の確認

実機に反映
地震動計

地震時の停止システム

実機での地震時CRD（停止装置） のデータの採取

大型振動台設備（多度津）30耐震実証試験による各システムの地震時健全性の確認
大型機器↓制御棒駆動装置

重要システム

非常用DG

コンクリート製格納容器←計算機システム↓安全系
再循環配管→

実機断面図

←格納容器
↓配管
系

←縦型ﾎﾟﾝﾌﾟｼｽﾃﾑ

31

耐震裕度

柏崎・刈羽原子力発電所の新潟県中越沖地震での評価

機器・配管系の許容限界と裕度

原子炉圧力容器炉内構造物

2007年の中越沖地震時のデータより
単位
面積
当
たり
機
器
等
にかかる
力

破壊に至る値より安全側に許容限界値を定め、さらに安全側の範囲で設計を行っている

材料の破断設計における許容限界
余裕

設備の設計範囲

地震力
地震力
以外の力ポンプ

地震動計

CRD（停止装置）
地震時の停止システム

100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%

出展：経産省原子力安全・保安院報告資料を用いて作成

32

能登半島地震
2024年1月1日能登半島地震は何をもたらしたのか332024年1月1日M7.6の地震発生
震源石川県全図

輪島市

珠洲市

UPZ

志賀原子力発電所

活断層

34
出典：日本経済新聞の情報を活用して作成

能登半島地震の震源断層

2024年1月1日

断層ずれ長約１５０km
活断層近傍では、大きな地震動と地盤の隆起（陥没）がある。
今回は、３ｍ－５ｍの隆起があったようだ。
35
出典：時事ドットコムニュースより

2024年1月1日能登半島地震での津波の大きさと到達時間

海域での断層の動きは、大きな津波を生む。陸地に近い断層の動きでは、津波は短時間に海岸に到達する。

3636

2024年1月1日能登半島地震での能登各地の地表面での地震動と志賀原子力発電所の地震動応答（M7.6 震源深さ15km）
各地で、大きな地震動が観測されたが、岩盤の上に建つ志賀原子力発電所での地震応答は大きくはなかった。

1号機原子炉建屋地下２階での観測値
発電所近辺の地表

399.3gal
志賀発電所の設計基準地震動 600gal
1000galで再評価中

37
出典：関西電力ｗebサイトより

原子力発電所の揺れ岩盤の上に建つ原子力発電所の地震動の大きさは、地表の３分の１ほど。

一般の建物一般の建造物との比較
1995年（平成7年） 兵庫県南部地震での地震動による若狭湾周辺の設備の振動４､５倍の差

原子力発電所

原子力施設
震源
堅固な地盤（岩盤）での揺れは、表層地盤に比べて1/2~1/3程度

一般施設
38

志賀原子力発電所の能登半島地震での地震応答
能登半島地震（2024年1月1日）の概要
発生：2024年1月1日 16時10分
震源：石川県半島地方（珠洲市）
規模：M７.６（参考） 東北地方太平洋沖地震（2011年）M9.0
兵庫県南部地震（1995年）
M7.3
能登半島地震（2007年）
M6.9

志賀原子力発電所の各設備の地震時の健全性評価を実施した結果、評価基準を十分に下回るものであった。

志賀原子力発電所での応答
1号機での実測 （地震計1号機原子炉建屋地下2階）
水平 336gal ［合成最大加速度 399.3gal］
垂直 330gal

原 子 力 シ ステ ム の 安 全
機 能 は 、 健全 に 働 く ことが確認された。

発電所前面海域の水位変動（2号機取水槽槽内ほか）
最大約３ｍ水位上昇、最大約１ｍ水位低下
柏崎・刈羽原子力発電所での新潟県中越沖地震（2007年）時の地震応答（例）1号機での実測 （ ）は設計値
NS 311gal （274）
EW 680gal （273）
UD 408gal
応答加速度の実測値が設計値を上回わることもあるが、構造健全性は余裕が大きく問題はない。

基礎版上

解放基盤

設計用地震力と観測された加速度位置392024年1月1日の能登地震後の志賀原子力発電所の設備状況 (1/2)

・停⽌中の2号機低圧タービンにおいて「伸び差⼤」警報が発⽣したが、原⼦炉施設の安全確保に影響はない
・１号機起動変圧器からの油漏れがあることを確認され、系統は遮断したが、他の系統の利⽤、⾮常⽤電源の確保、監視設備、冷却設備の機能は維持、プラントの安全確保に影響はなかった40
出典：北陸電力ｗebサイトより

2024年1月1日の能登地震後の志賀原子力発電所の設備状況 (2/2)

・SFPプールの⽔がスロッシングで溢⽔したが、外部への放射能の影響はなかった
・周辺の⾃治体モニタリングポストの計器のいくつかは、通信障害の影響で、⼀時通信できない状況になった41
出典：北陸電力ｗebサイトより

志賀原子力発電所の主変圧器の損傷の状況と電源供給機能の確保

変圧器の損傷があっても、多重化ができており、運用に大きな影響はない。

変圧器が機能しなくなっても、DGが作動し、これがなくなると、電源車を使う。

非常用ディーゼル発電機 DG (3台)

大容量電源車 ：（4000KVA/台）
高圧電源車 ：
（300KVA/台）

アクシデントマネジメント設備

非常用ディーゼル発電機 DG (3台)42

まとめ43

志賀原子力発電所の能登半島地震を踏まえた新たな教訓（その１）〇地震時の発電所は大丈夫だったか
安全確保はできたか・プラントは停止中ではあったが、安全確保に関わる機器、システムの保全は十分に確保され、運転中であったとしても安全確保は確実に行えたと言える。

運転中であれば、安全は確保できたのか・停止中であったことは、プラント停止系のシステムなどの作動がなく、問題は起きない状況にある。それでも、原子力安全は確保できると言えるのか、との指摘がある。
志賀原子力発電所では安全機器などに異常は確認されなかったことや、地震動の応答データから評価した結果、原子炉建屋内の全ての安全設備で健全性が確認されたこと、また、2007年の中越沖地震での東京電力の柏崎・刈羽原子力発電所での安全系設備の運用に関わる機器・システムの健全性が確保されていた実績などを総合して志賀原子力発電所がたとえ運転中であったとしても、プラントとしての安全は十分に確保されると推察される。
・今回の地震では、半島先端部では４ｍほどの隆起が見られており、これが志賀原子力発電所の前面海域で起こった場合に、非常時の海水の供給に影響がでるのではないか、との指摘がある。
実際には、発電所の前面海域では隆起はなく、３ｍほどの水位上昇はみられたが、非常時の海水供給のシステムは健全であり問題はなかった。
しかし、アクシデントマネジメントの観点から、前面海域の隆起について、どこまで想定すべきかの検討を行った上で、海水供給の手立てを検討しておくことも44必要であろう。

志賀原子力発電所の能登半島地震を踏まえた新たな教訓（その２）〇地震時の発電所は大丈夫だったか
安全確保はできたか・プラントは停止中ではあったが、安全確保に関わる機器、システムの保全は十分に確保され、運転中であったとしても安全確保は確実に行えたと言える。

電源供給に問題はなかったか
・変圧器の損傷は、多重性を確保されており、電源供給には問題はなかったが、たとえ外電の供給を失ったとしても、非常用ディーゼル発電機やAM用電源車が確保されており、電源供給には問題はない。

運用確保はどこまで求めるのか
・変圧器の損傷は、原子力安全には影響しないものであったが、プラントとしての役割である運用により電力を供給する役割には影響があった。
・今回は、系統からの所内給電ができたが、共通要因で複数の変圧器が損傷を受ける可能性も考えなければならない。地震後の運用を継続するためには、この系統の変圧器の設計を見直すことも考えなければならない。

通常の運用に対して、今回の地震の影響は、変圧器以外、特に安全系の設備、電源、冷却水供給などの系統は、健全性が確保されており、運用は問題ないものであったと言えよう。
45

志賀原子力発電所の能登半島地震を踏まえた新たな教訓（その３）〇安全確保は、誰に求めるのか
深層防護の第4層までは、安全確保は一義的に使用者に求められる。
・「設計」はメーカーが行っているが、使用者も責任を分担している。
・「運用」は使用者が責任を持って行っている。メーカは設計者としてそれを支えている。
規制は、適合基準を定めて、設計・運用を審査し、安全に運用できるかの判断を行う。結果、使用者に運用の認可を与える。
そこには、使用者の責任で、設計基準を超えてのシステムの状態の把握と事故に至ることを防ぐための方策を取ることが求められる。

深層防護の第5層は、住民に求められる・「防災」は住民自らが取り組むが、自治体、国と一体で実行する。
その方策は、「避難」と「屋内退避」である。
能登半島地震では多くの家屋が倒壊、道路の破損が多々あり、「避難｣｢屋内退避｣に困難な事態も想定される。
継続して、住民の意思を確認しながら、検討を進めなければならない。
（注）深層防護第１層：異常・故障の発生防止
第２層：異常・故障の事故への拡大防止
第３層：事故の影響緩和
第４層：設計基準を越す事故への施設内対策
第５層：公衆と環境の防護のための防災対策

46

まとめ
〇世界のエネルギ―需要は、確実に大きく増大しており、地球温暖化への対応も必須である。
（世界では、現在約140億トン石油換算のエネルギーが利用され、その内85%が化石燃料です。約360億トンもの地球温暖化ガスCO2の排出量となっている。）〇どんな策も重要であるが、有用な手段は「原子力発電の利用」である。
わが国の原子力発電の割合は約２％でしかなく、原子力発電所36基のうち12基がようやく再稼働されている状況である。
（原子力発電所の安全策の強化）〇日本は地震国、地震への対応が重要である。
〇地震およびそれに伴う津波への対応策をさまざまに強化し、これまでも実証されてきた。
（能登半島地震での原子力発電所の安全）〇志賀原子力発電所においても安全策は、今回の能登半島地震で立証された。
〇一方、常用系の設備である変圧器の損傷が一部見られたが、必要な監視設備冷却設備、非常用電源などの機能は維持されており、原子炉施設の安全確保には影響はない。
〇しかし、発電所の運用には、常用系の強化も検討して行かなければならない。

志賀原子力発電所は、2024年（令和6年）1月1日の能登半島地震では一部常用設備に被害はあったものの、「止める」「冷やす」「閉じ込める」の安全の基本の機能に問題なかったことが確認された。

47

ご清聴ありがとうございました48