原子力発電は脱炭素になる?原発の仕組みと将来性、メリットにひそむリスクとは

カーボンニュートラル・脱炭素へ向けて、世界では原子力発電に注目する動きが見られています。

原子力発電は、CO2をほとんど排出しないクリーンなエネルギーです。かつ、安定した供給量が得られることが大きなメリットとなっています。

加えて、原子力を保有することで防衛力を高める役割もあります。一投資家として一個人として果たして反対すべきなのか、賛同すべきなのか判断が微妙なエネルギーであるといえます。

今回は、未来のエネルギーを考えるうえで重要なポイントとなる原発の仕組みや将来性リスクとメリットなどわかりやすく解説していきます。ぜひ、この機会に原発について一度考えてみましょう。

クリーンなエネルギーとして原発が注目されている?

原子力発電はCO2をほとんど排出しません。石炭・石油にかわるクリーンなエネルギーとして、世界では改めて原発の価値が再評価されています。

日経新聞によると、ロシア・ウクライナ問題をきっかけに化石燃料の入手が困難となっていることから、脱炭素とエネルギーの安定確保をかねて原発の需要が高まっているとのこと。

世界中の原発関連企業に資金が流入していて、原発向け債権には発行数の6倍近くの応募があったようです。

出典:原発関連企業にマネー回帰 – 日経新聞

環境負荷を懸念する声は依然として高いものの、化石燃料や再エネの不安定な供給を解決する手段として、原発を急速に拡大する動きが見られています。

原発関連の銘柄は上昇?

2021年末から2022年8月3日時点で、原子力発電の関連株は大きく上昇、騰落率20%~30%以上を記録する企業も出ているのです。

出典:原発関連銘柄の騰落率 – 日経新聞

騰落率の高さで目立つのが米大手原発のコンステレーション・エナジー(Constellation Energy)の34.2%上昇、ウラニウム・エナジーは24.3%。

国内では東京電力が60%も上昇しています。

日本の場合は、核兵器の被爆国であるとともに、東日本大震災(福島原発)にて深刻なダメージを経験しています。原発稼働停止に向かって注力していたわけですが、ロシア・ウクライナ問題から天然ガスの入手が困難となり、例にもれず状況が変わってきています。

もともと脱炭素推進から、化石燃料の火力発電の多くが稼働停止となっていたところ、深刻な電力不足により原発の再稼働が検討されているのです。

出典:岸田首相、原発再稼働 – 日経新聞

脱炭素の観点からも原発の需要が見込まれ、目をつける投資家が増えているようです。

原発関連の株式銘柄

世界の原子力発電 稼働状況(2022年8月時点)

投資家レヴィ
投資家レヴィ

今、世界の原子力発電はどんな状況なの?

エネルギーLAB
エネルギーLAB

では、次に世界の原子力発電の稼働状況や国の方針などを見てみましょう。

世界の発電方法(タイプ別)

出典:World electricity generation in 2020(Data BP Statistic) – World Energy Data
  1. 石炭(Coal)35.1%
  2. ガス(Gas)23.4%
  3. 水力(Hydro)16.0%
  4. 原子力(Nuclear)10.1%
  5. 風力(Wind)5.9%
  6. 太陽光(Solar)3.2%
  7. 地熱・バイオマス(Geo、Biomass)2.6%
  8. その他(Other)0.9%

参照:World Electricity Generation – World Energy Data

世界全体で原子力発電が占める割合は10.0%。CO2を最も排出するといわれている石炭による発電、石炭火力発電が35.1%、ガス火力発電が23.4%となっています。

太陽光や水力などクリーンなエネルギー・再エネによる発電はトータルで20%ぐらいです。

原子力発電のエネルギー量ランキング(国別

出典:Nuclear generation by country 2022 – World NUCLEAR ASSOCIATION

電力単位 TWh(テラワット・アワー) = 10億kWh(キロワット・アワー)

  1. 米国 771.6 TWh
  2. 中国 383.2 TWh
  3. フランス 363.4 TWh
  4. ロシア 208.44 TWh
  5. 韓国 150.46TWh
  6. ウクライナ 81.13TWh
  7. ドイツ 66.44TWh
  8. 日本 61.30TWh
  9. スペイン 54.22 TWh
  10. スウェーデン 51.43 TWh

参照:Nuclear Power Reactor ‐ IAEA

総電力の規模が巨大すぎて、どれくらいの電力量なのか想像するのが難しいですよね。例えば、東京電力の柏崎原子力発電7号機すべてを合わせた電力量が約820万kWhです。

米国が圧倒的に多く771TWh。次に中国でも米国の半分以下の規模、そしてフランスと続きます。

出典:東京電力柏崎刈羽原子力発電所 – 読売新聞

日本は約61TWhで、ドイツ約66TWhと同じぐらいの原子力発電の規模です。(日本もドイツも近年になって原発は減少傾向にあります。)

ちなみに東京電力の柏崎原子力発電所は、1つの発電所として総出力で世界最大規模となります。敷地は東京ドーム90個分に相当するとのこと。

原発比率が最も高い国ランキング

出典:Nuclear power’s share – Statista
  1. フランス 69.0%
  2. ウクライナ 55.0%
  3. スロバキア 52.3%
  4. ベルギー 50.8%
  5. ハンガリー 46.8%
  6. フィンランド 32.8%
  7. スウェーデン 30.8%
  8. スイス 28.8%
  9. 英国 14.8%
  10. デンマーク 11.8%

米国や中国はトータルの原発の電力量はトップなのですが、原発への依存度は低いのが特徴。原発の依存度が高い国はフランスがトップで全体の総電力量の約70%を原発から得ています。

上位ほとんどの国が欧州です。電力資源が乏しい欧州では、原発への依存度が高いことが目立ちます。

原発への考え方は国によって判断が異なる

日本や多くの先進国では、必要不可欠と思われる原発ですが、国によっては1つも保有していないケースもあるのです。

原子力発電所を設置していない国(稼働を停止している国)

  • オーストラリア
  • カザフスタン
  • ニュージーランド
  • タイ
  • インドネシア
  • イタリア
  • ベネズエラ
  • チリ
  • サウジアラビア
  • アフリカの大半の国

など多くの国で、原発ゼロを実現しています。

原発ゼロにこだわる理由は、

「石炭やガスの方がコストが安い」「原発は導入・建設が容易ではない」「豊富な燃料資源があり必要ない」「危険すぎる」「原発には否定的」「原発に国民全体が反対している」

と様々ですが、原発ゼロの多くの国の特徴として「豊富な燃料資源があるため、わざわざ危険性が高い原発を導入する必要がない」という見方が優勢のようです。

オーストラリア、カザフスタン、ニュージーランドなどはエネルギーの自給率が非常に高いの特徴。

しかもオーストラリアやカザフスタンは、原発の原料であるウラニウムのトップ輸出国なのです。他国に輸出はしても、自国では使っていないわけですね。

原発を否定、ガス火力発電を推進する国の意見は、「石炭よりもガスはクリーンで、原発よりは環境負荷は低い」と主張しています。

ガス・石炭を否定、原発を推進する国の方では、「CO2を排出しない原発のほうが、結果的に環境には優しい」との見解。

そして、一方では「石炭もガスも原発も必要」とする国もあり、原発に対する見解は国の方針や、国民の考え方などで大きく変わってくるのです。

原発は稼働停止に向かっていたが・・・

2011年の東日本大震災(福島原発事故)以来、日本の原発は稼働停止の方向へと向かっていました。最大で55基あった原発は2011年以来、そのほとんどがいったん稼働停止。その後、最近までで再稼働したのは11基程度でした。

参照:日本の原子力発電マップ 2022年

余談ですが、実は、日本の福島原発事故が世界の再エネ導入を加速させる要因となったのですね。

出典:日本の原子力発電マップ 2022年 – Nippon.com

しかし、国内では深刻化する電力不足・エネルギー資源不足への緊急策として、原発を再稼働していく方針をとることになりました。すでに関西発電所では再稼働が進められています。

そして欧州でも、もともとは原発の稼働停止を推進していたところでした。ところが、ロシアとの関係からエネルギー難に陥ってしまい、ここにきて原発による脱炭素を推進する動きが急速に拡大する結果となったのでした。

フランスは2022年に6基以上の原発建設に着手予定、英国は2030年までに8基の追加建設を予定しています。CO2を大量に排出する石炭を再稼働させるよりは、原発の方が地球環境には安全ではないかとの判断です。

シンガポールは長年原発ゼロをつらぬいていましたが、脱炭素の理念から石油・ガスの使用を削減し、原発による電力供給を開始しています。

同様に、現時点では原発ゼロの国でも、CO2の削減を目的に徐々に原発を支持する声が強まっているとのことです。

とくに2022年に入ってからは、深刻な気候変動・水害等が相次いでいることも相まって、火力発電を削減する必要性に迫られているようです。

エジプトは2022年7月に初の原子力発電所の建設に着手。カザフスタンは原発導入を検討中。ケニアは2か所に原発の建設を計画しています。

エネルギーLAB
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2022年は、ロシア・ウクライナがらみの化石燃料への不安もあって、原発再稼働・原発新規建設のピークとなりそうだといわれています。

原発関連の株式銘柄

原子力発電のリスクとメリット

投資家レヴィ
投資家レヴィ

安定した電力が確保できることが原子力のメリットだよね?

他にも、原子力のメリットやリスクを詳しく教えて。

エネルギーLAB
エネルギーLAB

では、原子力発電のメリットやリスクをこの機会に確認していきましょう。

依存せざるを得ない原発のメリットとは

では、原発が改めて評価されているのはなぜなのか、メリットから見ていきます。

安定した電力が大量に得られる!

原子力発電が注目される一番のメリットとは、まず安定した供給性にあります。

CO2削減効果が高い太陽光や風力などは、どうしても天候に左右され供給量が不安定になりがち。しかし原発で必要なのは燃料となるウラニウムのみで、ウラニウムさえ確保できれば、天候に関係なく大量の電力が確保できます。

ウラニウムは鉱物の1種で、カザフスタン、オーストラリア、カナダ、化石燃料は中東やロシアなど産出国が限られていますが、比較的に広範囲にわたって産出されているのが特徴です。埋蔵量も豊富にあるとのこと。

ウラン埋蔵量分布マップと産出国

出典:ウラン2020 – 日本原子力産業協会
出典:ウラン2020 – 日本原子力産業協会

化石燃料のように国家間の摩擦から入手が不安定になったり、悪天候にて供給が滞るリスクが低減できます。加えて、原子力で創出可能となる電力は桁ちがいに多い点も注目されています。

CO2の排出量が最エネよりも低い!

そしてもう1つの原発のメリットは、太陽光や風力などの再エネよりもCO2排出量が極めて低いことです。

脱炭素、CO2削減を最優先するなら原子力発電は抜擢の発電方法となるのです。

CO2排出量が最も多いのは石炭、次に石油、そしてガスと続きます。このまま化石燃料を使い続けた場合、地球の温度上昇率は最大で5℃以上にのぼることが予想されています。

出典:各種電源別のCO2排出量 – 電気事業連合会

温暖化が進むことによって、海洋・森林、生物、農作物、動物とあらゆる自然環境・サイクルが破壊されてしまします。過度な気候変動・災害・水害によって、人間社会にも大きなダメージを与えるといわれています。

温暖化を解決するために、緊急でCO2削減に取り組むべきでも、実情はそう簡単にはいきません。再エネだけでは、十分な供給量が得られないからです。

そこで、原発を活用することで、CO2の削減と電力の安定供給が図れると期待されています。

原発の保有が万が一の国防にもつながる!

そして、最後に原発は国の防衛力を強化する効果があることです。

原則として、ウラニウムを電力や核兵器に使用するにあたっては、国際法や国の法律にて厳しく制限されています。

日本は非核兵器保有国ではあっても、原発は保有しています。ウラニウムを核兵器に使うことは日本ではできませんが、万が一の時はいつでも核兵器への変換が可能です。

核兵器を保有する国々は、もちろん使うために保有しているわけではなく、威嚇・防衛策として保有しているに過ぎません。

核兵器保有数 国別ランキング

出典:Number of nuclear warheads by country – Statista

核兵器が使用されることへの懸念から、安易な戦争・侵略を避ける効果があります。核兵器の保有によって、ある意味、国家間の均衡・世界平和が保たれている点は否定できません。

発電するためのウラニウムでも、ウラニウムを保有していること自体が国の戦力・防衛策ともなり得るのです。

原発の軽視できないリスクとは

ではなぜ原発はメリットがあるのに、そもそも稼働停止に向かっていたのかをこの機会に考える必要があります。

ここで、原発のリスクについてしっかり確認していきましょう。

爆発事故を引き起こす恐れがある!

最初に、理解しておきたい原発のリスクとは、何らかのトラブルが発生すれば燃料がもれたり爆発したりする恐れがあることです。

東日本大震災が起きた時に、大惨事を引き起こしたのが「福島原子力発電所の爆発」です。このニュースは世界中の原発保有国の人々を恐怖に陥れました。

地震発生時は、安全機能によって原子炉は自動的に停止していました。

福島原発事故(原子炉の爆発)

出典:原子炉が次々に爆発 – 読売新聞

しかし、地震発生から50分後の津波によって、発電所は浸水。非常用冷却器や復水器、バッテリーなどがすべて浸水によって機能停止してまったのです。

つまり、非常用安全装置が機能しなくなったわけですね。

そこで、核燃料が漏れ始め化学反応を起こしたことで、大量の水素を発生させとのこと。まず最初に爆発したのが1号機で、1号機爆発の処理に追われているスキに、2号機、3号機と核燃料が漏れ爆発を引き起こしました。

以来、漏れた核燃料からは一部の地域・場所では、いまだに強い放射線を出し続けているとのこと。当然ながら、東北・福島を筆頭に国内では原発を反対する声が優勢です。

参照:福島第一原発事故10年 – 東京新聞

福島原発事故と同レベルの事故と見なされているのがチェルノブイリ原発事故です。

チェルノブイリ事故は、1986年4月にチェルノブイリで起きた原発事故です。放射線が大気に大量に流れ出てしまった点で福島原発事故と大きく異なるとのことです。

今なお、放射線の処理が完了していないとのことで、人体や動物の健康に悪影響を及ぼしているそうです。このような大惨事の可能性を原発は有しています。

参照:チェルノブイリ原発事故と福島原発事故の違いは? – Fukushima Updates

廃棄処理に危険性がともない廃棄が困難!

次に、知っておきたい原発のリスクは、核燃料の使用には高レベルの放射線廃棄物が発生し、その処理方法には危険がともない限界があることです。

使用済みの核燃料は95%は再利用されていますが、うち5%は再利用できない廃液となります。たまった廃液をガラス状に固めたものを「放射線廃棄物」といいます。

「放射線廃棄物」とは、高レベルの放射線が含まれた廃棄物のことで、きわめて危険な物質の固まりなのです。

核燃料の廃棄物

出典:放射線廃棄物の適切な処分の実現 – 資源エネルギー庁

廃棄物から完全に放射線が消えるまでに、1000年程度かかるといわれています。仮に人生100年時代といわれようとも、1人の人間の一生で廃棄物の安全性を見届けることが不可能なのです。

そこで、安全性を高めるために、地下300メートル以下の地層に処分されています。

高レベル放射線廃棄物を処理するイメージ

出典:放射線廃棄物の適切な処分の実現 – 資源エネルギー庁

フィンランドの地下450メートルにある核燃料貯蔵庫「オンカロ」

出典:人類滅亡後に残るのは・・・ – BBC

しかし、問題なのは地球の地底奥深くに人体・自然環境に致命的な危険物がたまっていく事実です。果たして、それで解決になっているのか?という疑問が残りますよね。

つまり、核燃料は安全に処理するには限界があるのです。

人類滅亡の引き金となる危険性をひそめている

最後に大げさでも何でもなく、原子力エネルギーの最大のリスクを認識しておくことが大切です。

原子力エネルギーは、人類に平和・繁栄をもたらすものの、人類滅亡の引き金ともなる両刃の剣です。

原子力発電は、少量のウラニウムからでも大量の電力をつくることが可能です。ウラニウムから抽出されるプルトニウムは巨大な破壊力をもつ物質で、これを利用して核兵器が製造されています。

もし、世界中でこのまま、原子力発電・核兵器が増え続けたとすれば、私たちは一瞬で地球を粉々にしかねない大量の爆弾の上で暮らしていくことになります。

核燃料を爆発させる要因は、何も戦争だけではありません。災害や事故、地震・津波など何をきっかけに爆発へとつながるかは誰にも予測できないことです。

積もり続ける放射線廃棄物、地上で建設・製造される原子力発電所や核兵器、これらの数は増えれば増えるほど、世界滅亡・人類滅亡の危険性が高まることになるでしょう。

Doomsday Clock

出典:Doomsday Clock – Bulletin of the Atomic Scientists

上記の画像は、Doomsday clockといって、原子力サイエンスのジャーナル誌「Bulletin of the Atomic Scientits」が考案した原子力の危険性をうったえるカウント時計です。

このカウント時計では、「核燃料・核兵器の存在によって、人類滅亡までの時間は秒読み段階にきている」ことを示唆しています。誰かが核兵器のボタンを押すまでの時間、あるいは核燃料が何らかの要因から爆発するまでの時間はわずか100秒程度しかかからない、いままさに世界は一発触発型の危険な状況にあることを教えています。

At doom’s doorsetp:It is 100 seconds to midnitght ~「人類滅亡まで100秒しかかからない」

Bulletin of the Atomic Scientits
(ブリテン・オブ・ザ・アトミック・サイエンティスツ)

参照:終末時計は何秒になるか – 国際平和拠点ひろしま

原発は最終的には持続可能だとはいえない

確かに原発はクリーンなエネルギーです。しかし、リスクを見たときには、けっして持続可能なエネルギーだとはいえず、再エネとはあまりにも大きな隔たりがあります。とはいえ、現状の数々の難題を解決するにあたって全面的に否定することも不可能

便利で安定した暮らし、平和な世界を維持するにあたって、原子力の安定した供給性や威嚇力・防御力が役に立っているのが現状です。

エネルギーLAB
エネルギーLAB

おそらく、存在する原子力エネルギーを極力最小限に抑えていきつつも、新たなエネルギーの誕生を待つしかないのかもしれません。

原発の代替えとなるエネルギーの開発

投資家レヴィ
投資家レヴィ

原発にかわるもっと安全なエネルギーはないの?

エネルギーLAB
エネルギーLAB

もしかしたら、原発の代替えになるかもと注目されているのが水素とアンモニアです。近年、開発が進められています。

水素とアンモニア

核燃料にかわる新しいエネルギーとして、今開発が進んでいるのが水素とアンモニアです。最後に、人類を核燃料の危険性から救ってくれるかもしれない、新しい自然エネルギーについてご紹介しておきましょう。

水素とは?

水素はCO2を排出しないことで注目されている新しいエネルギーです。水や大気、身の回りに存在するあらゆる資源から創出できるエネルギーです。燃焼すると、分解されて水に戻るのが大きな特徴。

人体や自然環境にもほとんど害はありません。

出典:水素エネルギー – 東芝エネルギーシステムズ

石炭やガスなどの化石燃料からも水素は創出できるため、大きく3つの水素エネルギーに分類されています。

3つの水素エネルギー

出典:次世代エネルギー「水素」 – 資源エネルギー庁
  • グレー水素 → 石炭・天然ガスから製造(CO2が発生)
  • ブルー水素 → 石炭・天然ガスから製造(CO2を回収)
  • グリーン水素 → 水・太陽光・風力などから製造(CO2を排出しない)

現在、脱炭素に向けて開発が進んでいるのがグリーン水素、または製造が容易となるブルー水素です。生ごみや植物から製造する方法も開発中で、もし実現すればあらゆる国で容易に自給エネルギーが確保できるようになります。

参照1:次世代エネルギー「水素」はどうやってつくる?

参照2:水素エネルギーは何がどのようにすごいのか

アンモニアとは?

アンモニアは水素と窒素で構成され、水素のように、身の回りのあらゆるものに含まれている成分です。人の老廃物にも含まれています。

製品としての製造には、天然ガスなどの化石燃料からと再エネを電気分解してつくる方法と2つのタイプがあります。

アンモニア製造 2つの方法

出典:アンモニアが燃料になる?(前編)- 資源エネルギー庁

CO2を排出せず、かつCO2を吸収する力があることもアンモニアの大きなメリットです。ガスや石炭の火力発電時に、アンモニアを混焼することでCO2が大幅に削減できることが実証済みです。

従来は化石燃料からつくるのが一般的な製法でしたが、近年になって水や大気、再エネからもアンモニアから電力を創出する研究開発が進められています。

また、もう1つのアンモニアの用途として、水素の輸送媒体となり得る可能性も注目されています。

アンモニアは、多くの国々で比較的容易に自国生産できる物質だとのこと。日本でもすでに約80%のアンモニアを国内で生産しています。幅広い国でアンモニアエネルギーが活用できれば、数々のエネルギー難を解決してくれるでしょう。

エネルギーLAB
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まだ現段階では課題も多いのですが、水素・アンモニアは近い将来、原発にかわる安定したクリーン・エネルギーになることが期待されています。

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まとめ

きわめて危険な原子力でも、結論をいえば共存は避けられないのが現状のようです。思わず悲観的になりそうなところですが、そこで希望を与えてくれるのが水素とアンモニア。

水素もアンモニアもCO2を排出せず人体・環境にも安全なエネルギーです。

まだ一般的な普及に向けての課題は多いものの、きっと近い将来、原発にかわる新エネルギーとして台頭するに違いありません。

人が生み出す技術は、時に驚くほど素晴らしい成果を出します。その可能性は未知数です。これまでにも、幾度となく人は不可能を可能に変えてきました。太陽光やEVも当初は実現不可能だといわれていたにも関わらず、今こうして世に出てきています。

そう考えれば、水素やアンモニアが原発にとってかわる日も、実はそう遠くはないのかもしれません。

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