核融合発電が実現し、世界中で広まり、電力が超低コス

質問

核融合発電が実現し、世界中で広まり、電力が超低コストになれば、社会がどう変わるか？についてご意見をお聞かせ下さい。

個人的には、以下5点の大きな影響を考えています。
(1)地球温暖化問題の解決(CO2固定化)
(2)バイオエタノール等の燃料も低コスト化→産油国の地位低下→中東問題の解消→パレスチナ問題は残るが砂漠の人工緑化も進み、世代が進めばパレスチナの人も諦める？
(3)電力低コスト化、食糧問題解決で全世界で生活レベルが向上
→紛争も無くなる(宗教戦争は庶民が豊かになったら無くなる？)
→国家間の対立も緩和し、現在の軍事予算を、宇宙開発へ大幅に回せるようになる。
→月面開発、資源輸送マスドライバー建設、月軌道上で月資源を利用した大型宇宙船建造→大きな探査機で宇宙探査、開拓が進む
(4)地球がエンタルピー収支プラスになり過ぎて灼熱化する問題は、太陽光を宇宙へ反射することで制御可能？→宇宙に展開・収納可能なアルミシートの日傘？
→この技術は、火星や金星のテラフォーミングにも活用できるか？(熱い星は日よけに、寒い星は集光して暖める)
(5)エネルギーと食糧が低コスト化する代わりに、金属やレアメタルは地球埋蔵量でリミットされるため希少化し、コスト増になる？→宇宙開発のモチベーションが一層強まる？

以上。楽観的に過ぎる推測かも知れませんが、私は核融合発電の次は宇宙の時代が来ると思います。ご意見をお聞かせ下さい。

回答No.12

qlgfnc

www-www-www様は、レーザ核融合で修士を修了されているのですね。

NIF計画に想定以上のお金と時間がかかる事がわかり、
米国はITER計画に再加入しましたよね。
現在はトカマク型が一番核融合発電の実現に近いとされていますが、
カナダのGeneral Fusion社のように磁場閉じ込めと慣性閉じ込めの
ハイブリッド型であるMTFの核融合実験炉を持っています。
また、核融合技術の発展に伴う他分野への技術転用という意味では
レーザ核融合もまだまだ捨てたものではないと私は考えています。

ノースロップグラマンの小型核融合炉とは、
Lockheed Martin傘下のSkunk worksの高ベータ核融合炉でしょうか。
MITもCommonwealth Fusion Systemsと協力して、
ARC型を発展させたSPARCを武器に資金調達を成功していますよね。

ご質問の答えは、モノになる見込みは正直わかりません。
実験を通して新たな問題が発見されてきた分野です。
実験しないとどうなるかは全くもってわからないからです。

私は二つの意見を聞いています。
「（ITER）核融合炉を大きくすればプラズマは安定化しやすくて、実現の可能性が大きいのにどうしてアイディア勝負に出るのか」
「（ベンチャー企業）小規模核融合実験炉なら民間から資金調達もできて実験のサイクルも速く研究が進むのに、どうして国に頼るのか」
私はどちらの意見も合っていると思っています。

確かに、小型核融合炉で得られた実験結果は汎用性が少ないため、
世界規模の核融合炉ができた時に技術転用しにくいと言われています。
反対に、大型核融合炉のみの研究開発では時間もお金も人数もかかるため、
税金頼りでしか進めないので実現にこぎつけるまでに数十年単位の時間がかかります。

各国や各組織が利権争いにならず、協力し合い人類の生活をより良い方向に変える用途として、核融合発電の実現が使われる事を私は願っています。

お礼

ご回答ありがとうございます。

小型核融合炉と大型核融合炉で、そのような方針の違いがあるとは驚きです。
どちらの方式にせよ核融合発電が実用化できれば、
かつてない程の恩恵を人類に与えると思います。

お手数ですがあともう２点、お教え頂けますでしょうか。
(1)
核融合炉が大きい方がプラズマを安定化させやすいのはなぜでしょうか。
炉が小さい方がβ値を高くでき、プラズマの閉じ込めに有利かと思いますが、何か弊害があるのでしょうか。
(2)
レーザ核融合が他分野への技術転用で有用というのは、
具体的にはどのような用途があるでしょうか。
トカマク型の核融合炉でも利用できる共通の技術要素があるでしょうか。

（小型核融合炉の件は、正しくはロッキードでした。ご指摘ありがとうございます。）

回答No.11

noname#255227

qlgfnc 様、誠実な返信ありがとうございます。

＞もぐら叩き状態だった技術的な課題は年々解決されており～ブレークスルーがなくともこのまま問題解決を進めれば実現の域に足を踏み入れます

そのような状況でしたか。また、私企業が巨費を投じているというなら実現性は高そうですね。勉強になりました。

回答No.10

qlgfnc

abcmmamn 様

専門家として回答した者です。
以下の文章は私個人の責任のもとでお伝えします。

はじめに私の立場についてお伝えします。
私は核融合発電の実現に一切固執しておりません。
実現しない可能性（おそらくその場合経済性が問題になる）も少ないですが、あると考えています。ただ、現状存在するもしくは研究開発中の世界中全ての安定的な電力供給のできるエネルギー技術を見ても、核融合発電以上に優れた技術は一つもありません。

アメリカやヨーロッパでは既に核融合発電のベンチャー企業が複数立ち上がっています。
うち、数社は数百億円の資金調達に成功し、GoogleやMicrosoftだけでなく、Softbankも支援しています。軍事利用に転用できないにも関わらず、です。実現する可能性が全くないのであれば、この事実はどう受け止めれば良いでしょうか。核融合発電が実現した時のインパクトは今のインターネット革新以上とも言われています。
途上国をはじめとしてエネルギー需要の成長率は人口増加に依存するため、数ヶ国が節電したところで流れは変えられません。途上国が火力や原子力発電を使い、温暖化や高レベル放射性廃棄物といった後世に禍根を残す可能性も核融合発電なら抑える事ができます。

もぐら叩き状態だった技術的な課題は年々解決されており、
核融合反応によってエネルギーを取り出すために必要な領域の一歩手前が
ITERや那珂研究所で開発中のJT-60SAという装置です。
事実、数億度の核融合反応条件も達成する手段を発見しましたし、
ほんのわずかな時間であれば入力電力を上回る出力を得られています。
ブレークスルーがなくともこのまま問題解決を進めれば実現の域に足を踏み入れます。

また、個人的な意見で恐縮ですが、学者や国の言うことを絶対に信用しないでください。
私は信じていません。頼れるのは自分の頭だけです。そして、私は私の発言と言動の全てに責任を取ります。
今はインターネットや書籍を通して豊富な情報が手に入りますので、もしご興味があれば核融合について、世界各国の情報を調べて学んでみてください。

ご質問ありがとうございました。

補足

ご回答ありがとうございます。
すみません。ご回答は拝読しておりましたが、平日になかなか時間が取れずお礼が遅れました。

専門家の方に回答いただき、コストや実現性が理解できました。
私も少々調べてみてコストを概算してみました。
現状の日本の石油系火力発電のコスト2\/kWhを達成するには4.8GWの平均出力が必要です。
(計算条件：量産型実用炉の建設費1兆円、年間維持費は建設費の5%/年、耐用年数40年、稼働率90%)
これは現状の原子炉の約5倍の出力で実現できるかは不明です。よって、劇的にエネルギーコストが下がるには、実用化後も更なる低コスト化が必要になりそうです。

私はレーザ核融合に関連する研究室で修士を修了し、現在はメーカで研究開発をしています。
かつて期待されたアメリカのNIFが原理的に行き詰った現状を見て、残るは磁場閉じ込めの道しかないと考えております。
仰る通り、本当に大事なことは（特に政治や予算に絡む話は）政府や、研究者の発表ですら眉唾で見ないといけませんね。私も研究予算を取るためには、若干ハッタリでも周りをその気にさせる必要があることを理解しています。
現在ならsci-hub(海賊サイトですが)を使えば、いつでも学術論文が無料で読めるので大変重宝しています。しかし、磁場閉じ込めの論文としてMITのARC核融合炉の論文を以前読みましたが、プラズマ物理は背景知識不足のため精読できませんでした。そのARCに関連して、2014年頃に米ノースロップグラマン社が「10年以内に小型核融合炉を実用化する」とのプレスリリースを出して大変驚きました。

ご専門の方にお教え頂きたいのですが、このノースロップやMITが言うような小型核融合炉はモノになる見込みはあるのでしょうか。
重ねて質問となり恐縮ですが、よろしくお願いいたします。

回答No.9

noname#255227

専門家の方が回答されているので、核融合発電の実現性について聞いてみてはいかがでしょう。

21世紀後半の実現を目指しているようですが、課題はクリア可能なものばかりで、早ければ30年後、遅くても80年先には確実に実現しているのか、それとも、現在の技術では解決不可能な課題がいくつもあり、ブレークスルーのような不確実なものを当てにしていて、22世紀になっても実現していない可能性があるのか。

そもそも莫大な税金を使って、実験炉という名の非実証非実用炉を造る意味がわからない。

原発安全神話とか百年安心年金とか地震予知とか、学者と国の言うことはあまり信用しない方がいい。誰も責任を取らないし、「美味しい飯の種」という側面があることを忘れてはならない。

回答No.8

noname#255227

＞永久機関の存在は信じていません

それは残念。

回答No.7

qlgfnc

核融合で修士号を取得し、博士号を取得予定の者です。
見当違いと見受けられる回答もありましたので、
現状の業界で知られていると私が考える情報をお伝えします。
もし、間違いなどありましたらそれは全て私の責任です。

1)政治の関わりは否定できませんが、
世界で最も認められている測定データに基づいて温暖化問題を取り扱った
IPCCの報告書によると、CO2増加が温暖化に寄与しています。
温暖化問題が解決するかははっきり言えませんが、
核融合発電がメインの発電技術として実現、広く普及した場合は、
CO2が出ませんので、温暖化の進み具合は確実に緩和されます。

2)既存の産油国の燃料の低コスト化はわかりません。
ただ、資源の偏りが戦争を引き起こす一因である事も事実ですので、
形は変える可能性はありますが、現状の戦争問題は縮小するかと思われます。

3)電力の低コスト化ができるかどうかは、未だはっきり答えられる業界人はいません。
現状実験炉ITERの建設費に2兆円かかっており、総額3兆円ほどになると言われています。
また、ITERの次の原型炉DEMOも同様の規模、すなわち2兆円ほどかかります。
仰る通りDEMOの次の実際の発電炉の1号機以降、レプリカを増やしていけば建設コストは抑えられますが、運用コストを考えると、現状の電気代とトントンか値上がりするのでは、という声もあがっています。回収までに年数がかかります。
その分、実現すれば、CO2排気もなく、出る放射性廃棄物も100年以内に無害になりますので、人類のエネルギー需要があがったとしても十分対応できる、現状唯一の技術です。
長期的には電力の無償化が射程圏内にある唯一の技術です。

4)こちらは直接の専門外で、間違っているかもしれませんが、ご容赦ください。
Wikipediaの「地球のエネルギー収支」を見ていただくとわかりやすいですが、
地球に降り注ぐエネルギーは年々若干の増加をしています。
地球が灼熱化する問題のみ解決するのであれば、太陽光を遮ればよいですが、
付随して作物や生態系などに起因する問題が生じる可能性があります。
いずれにせよ、温度制御の意図の太陽光の反射であれば、
エネルギーをどこかに何らかの形で貯蔵し、集光、指向性を高くして、レーザービームのような形で飛ばすのが制御という観点から個人的には効果的と考えます。

5)エネルギーが低コスト化すれば、可採資源量もコストを考慮する必要が減りますので、
極端な話をいうなら核変換で金属やレアメタルを作る事ができます。
よくある話ですが、元素周期表の右下端は多くの場合、かなりのコストをかけ加速器を利用する事で生み出しています。
宇宙開発に関してはいつの時代もお金のモチベーションなく好奇心で研究開発する方がいますので、トータルのモチベーションはそこまで変わりません。

回答No.6

noname#255227

エネルギーならもっといいのがあります。暇なときにでも(詳しくはこちら
https://okwave.jp/qa/q9626035.html
の参考URL内参考URLの各本文及び補足全10参照)。

電場・磁場・電磁場において、素電子は図の様に並ぶ。

電磁場で、素電子は画面奥に転がっていき、その反動で帯電体(と磁石)は画面手前に動く。磁石と帯電体を図の様に配置すると、素電子を移動させるポンプに、また素電子を吸い込み噴き出すことで推力を得るエンジンになり、それらは人為的な入力エネルギーを必要としない永久機関である。この効果は、磁石と帯電体の、力が強いほど、大きさが小さいほど大きくなる。

お礼

ご回答ありがとうございます。
残念ながら私個人的には永久機関の存在は信じていません。
もし存在するのでしたら理論だけでなく実際に永久機関を作って頂き、事業化して頂くことが、人類の発展に繋がると思います。

回答No.5

tetsumyi

かなり楽観的な見方をしておられるようですが、核融合炉は極めて困難であり危険です。
https://blog.goo.ne.jp/mayumilehr/e/6d4b6a74624e16a03d8e93d0b4f4f9f4
私としては膨大なエネルギーを生み出すよりエネルギーの無駄遣いを無くして究極の省エネ社会を作り上げるべきだと考えます。
地下に生活空間を作れば暖房、冷房は必要なくなります。
お湯を使って捨てるなんてことはとんでもない無駄です。
捨てる前に熱交換で熱を全て回収すべきです。
自動車を加速しないで自由落下で速度を得て風が流れる風洞を抵抗無く走り上昇で減速するようにすれば良い。
私たちの生活そのものがエネルギーの使い捨て放題です。
そうすれば太陽エネルギーの利用だけで生活できます。

お礼

ご回答ありがとうございます。核融合の中性子線は存じています。

日常生活のエネルギー効率を上げて自然エネルギーをメイン電源にするという方針もあり得ますね。(しかし地下に家を建てたり、真空チューブの車はちょっとどうかと思いますが…)
ただしそれは、核融合発電の実用化の前に化石燃料が枯渇気味となり、現在よりエネルギーコストが上がった場合の選択肢かと思います。

回答No.4

sat000

(3)の低コストは多分無理です。いいところ現状維持でしょう。かなり高価な設備になるので電気代は今よりも高くなる可能性の方が大きい気がします。核融合のメリットは、エネルギー資源がほぼ無尽蔵で枯渇を気にしなくて良いという点です。
(1)の温暖化はCO2のせいかどうかは、科学的には議論の余地が大きく残っていますが、政治的にCO2のせいだとしているので、現在は冷静な議論ができない状況です。

お礼

ご回答ありがとうございます。
もし仮に核融合発電が高コストだとしたら、前提が狂い、核融合発電の影響は限定的となりますね。
ただし本当に核融合炉は高コストになるでしょうか？確かに最初の1号機は、研究開発費で大幅なコスト超過となるでしょう。
ただし1号機が完成すれば、その後の開発は、1号機を複製した試験機を利用し劇的に進むかと思います。
もし高コストになる要因があるとしたら、レアメタルや貴金属のような希少元素が大量に必要な場合ですね。

回答No.3

jack-a3

個人的には質問者さんよりは悲観的な世界を想像します。

核融合が実現されたとして、その発電プラントはきっと誰でも扱えるモノではありません。それなりに高い技術で制御しなければならないはず。
だとすると、一部の企業あるいは国家がその技術を独占し、他の国や地域には生産した電力を配給する形になる。結果として富と権力、国家間のパワーバランスは今と変わるかも知れませんが、エネルギー問題や食糧問題はマクロで見るとそれなりに改善するかも知れませんが、電力を輸入するにもお金が必要。貧乏な国は結局十分なエネルギーを供給して貰えずに食糧問題も解決できない。
また満ち足りたエネルギーが使えるようになっても宗教と政治イデオロギー問題は残ります。というかそっちの問題がより先鋭化する可能性が高い。
結局のところ、支配する側とされる側の構図は変わりません。支配される側の地域では相変わらずトラブルや紛争は残り続けるし、国家間での争いも解決しないでしょう。
宇宙進出やテラフォーミングに至っては５千年経ってもムリじゃないかな。その前に人類は滅んでいるかも。

お礼

ご回答ありがとうございます。
確かに、格差の解消は難しいですね。社会が活発に発展するには、富や名誉などのインセンティブ機能は便利ですが、同時に貧しい人の生存や人権が侵害されるほど過酷な格差は問題です。
対策としては、課税を強化や、企業と個人の脱税を阻止する政策が必要です。
核融合発電炉の制御コストは不明ですね。ただし人の口に戸は立てられないし、途上国から優秀な留学生も来るので、有用な技術は世界中に広まると思います。