ポーランドにおける原子力の動向
－高温ガス炉の開発を中心として－
平成３０年９月６日
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
高速炉・新型炉研究開発部門
國富 一彦
1.
ポーランドの概要
2.
ポーランドにおける原子力開発の状況
3.
高温ガス炉の概要
4.
世界の高温ガス炉開発の状況
5.
ポーランドにおける高温ガス炉開発
6.
日本とポーランドの高温ガス炉開発協力
7.
JAEAとポーランドの高温ガス炉開発協力
8.
世界各国の関連するプロジェクト
9.
まとめ
目 次
2１．ポーランドの概要（基礎データ）
面積：32万2千km2 （EU28か国内6番目*） （日本の約5分の4。九州、四国を除く程度） 人口：約3,842万人（2017年：EU内6番目*） 言語：ポーランド語 首都：ワルシャワ（約176.4万人） 民族：ポーランド人（人口の約97％）スラブ系 宗教：カトリック（人口の約88％） 政体：共和制 元首：アンジェイ・ドゥダ（Andrzej Duda）大統領 ・1972年5月16日生まれ、クラクフ出身 ・2005年ヤギェロン大学法学博士号取得、行政法が専門 議会：二院制（下院460議席，上院100議席，両院とも任期4年） 政府：首相：マテウシュ・モラヴィエツキ（Mateusz Morawiecki）（2017年12月から） 外相：ヤツェク・チャプトヴィチ（Jacek Czaputowicz） エネルギー相：クシシュトフ・トフジェフスキ（Krzysztof Tchórzewski） GDP：約4,829億米ドル（2017年，IMF）（EU内８番目*、日本の約1/10） 所得水準（一人当たりのGDP）：約12,721米ドル（2017年：IMF）（EU内24番目*、日本の約1/3） 主要産業：食品，金属，自動車，電機電子機器，コークス・石油精製 著名人：コペルニクス、ショパン、キュリー夫人、ヨハネパウロ２世 1999年3月 NATO加盟、2004年5月 EU加盟 *英国はEU内として評価 出典： 外務省HP、ウィキペディア 国旗 3 10世紀に建国 15～17世紀には東欧の大国 18世紀末には3度にわたり、ロシア、プロシア、オーストリアの隣接三国に分割され、第一次 大戦終了までの123年間、世界地図から姿を消す。 第二次大戦では、ソ連とドイツに分割占領された。大戦での犠牲者は、総人口の5分の1を数 え、これは世界最高の比率である。 大戦後は、ソ連圏に組込まれたが、「連帯」運動（1980年代）等、自由化運動が活発で、東欧 諸国の民主化運動をリードした。1989年9月、旧ソ連圏で最初の非社会主義政権が発足した。 「欧州への回帰」を目標に、1999年3月にNATO加盟，2004年5月にはEU加盟を果たした。 出典：外務省HP 966年 ピアスト朝，キリスト教を受容 1386年 ヤギエウォ王朝の成立 1573年 選挙王朝 1795年 第3次分割によりポーランド国家消滅 1918年 独立回復 1945年7月 国民統一政府の樹立 1989年9月 非社会主義政権の成立 1999年3月 NATO加盟 2004年5月 EU加盟
略史
4経済状況
経済成長率が安定（リーマンショック時にもEU内で唯一プラス成長） EU内のインフラ・環境プログラムの国別割当額が最高（2014-20年 825億ユーロ、約11兆円） 堅調な個人消費とEU資金により、安定した経済成長を達成している。 出典 住友商事グローバルリサーチホームページホームページ https://www.scgr.co.jp/report/survey/2017061426270/ 5 出典 EU予算を読み解く～EU多年度財政枠組みに見るEUの将来 平成30年5月 欧州連合日本政府代表部大使 兒玉和夫 http://www.eu.emb-japan.go.jp/files/000363185.pdfエネルギー事情
ポーランドは第二次大戦以降、石炭、銅等の豊富な地下資源を背景に冶金、重化学を中心に工業 化が進められ、周辺共産諸国に石炭資源や電力を供給。そのため、高品位な石炭は輸出し、低品 位な石炭（褐炭等）を国内で使用する構造が確立。 １次エネルギー供給の５割以上、電力供給の８割以上を石炭に依存。 石炭の自給率は100%で、国全体としてのエネルギー自給率は７割を超える。2013年時点の石炭 埋蔵量は54億6,500万トン、可採年数は38年。 （我が国のエネルギー自給率は約6％） しかし、石炭火力の老朽化、炭素税の問題等から、石炭依存度を下げることが喫緊の課題。 炭素税は、現在、約7ユーロ/t であるが、EU内で炭素税の大幅増加（最大10倍）の議論がされてお り、これが決まると、発電のみならず、その他の産業にも大きな影響がある。 2005年以降、ロシアとウクライナの間で天然ガス供給をめぐって頻繁に対立が起きるようになり、 石炭以外の原油、天然ガスについては、ロシアへのエネルギー依存度（輸入に占める割合：原油約 96%、天然ガス約80%）を下げることが課題。従って、石炭火力のリプレイスとしては原子力と再生 可能エネルギーが候補。 原子力としては、軽水炉（発電）、高温ガス炉（熱利用と発電のコジェネレーション）の導入を検討中。 64％割が原子炉建設に賛成（ドイツ国境付近50％、ロシア国境付近80％）。ＮＩＭＢＹ（Not In My Back Yard：施設の必要性は認めるが、居住地近くに建設されるのは困る）と考えていない割合が 48％。 エネルギー省が委託した世論調査（成人2000人対象） 6 出典： ATOMICA HP、http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=14-06-14-01 経産省、平成28年度発電用原子炉等利用環境調査（諸外国における原子力政策等動向調査）調査報告書 電気事業連合会：海外電力関係トピックス情報、https://www.fepc.or.jp/library/kaigai/kaigai_topics/1257175_4115.html (2017.12.28) JAEAの入手情報1.
ポーランドの概要
2.
ポーランドにおける原子力開発の状況
3.
高温ガス炉の概要
4.
世界の高温ガス炉開発の状況
5.
ポーランドにおける高温ガス炉開発
6.
日本とポーランドの高温ガス炉開発協力
7.
JAEAとポーランドの高温ガス炉開発協力
8.
世界各国の関連するプロジェクト
9.
まとめ
目 次
78
２．ポーランドにおける原子力開発の状況
原子力政策・計画（１）
ポーランドの原子力発電所建設候補地（１）ジャルノビェツ原子力発電所の
計画と建設中止（1970～90年代）
1972年：バルト海沿岸ジャルノビェ
ツに旧ソ連型
PWR（VVER-440、
出力44万kW）4基の建設を決定
1986年：建設工事開始
1986年4月：チェルノブイリ発電所
事故 ⇒反原子力の世論拡大
1990年9月：建設計画の中止。
1号機60％、2号機30％が完成。 3号機、4号機も準備工事を開始して いた。 出典： ATOMICA HP、http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=14-06-14-01 経産省、平成28年度発電用原子炉等利用環境調査（諸外国における原子力政策等動向調査）調査報告書（２）原子力発電導入計画の促進
2009年1月：原子力発電所建設計画を促進し、2020年までに最初の原子炉を
運開させることを閣議決定。ロードマップを具体化。
2010年：原発建設プロジェクトのため、PGE EJ1社を設置。
2014年1月：ロードマップを全体的に4、5年先送りした改訂版原子力開発計画
（
PPEJ）を閣議決定。100万kW級初号機を2024年末までに完成。
（1）第1段階（2014～16年） 建設サイト及び炉型の最終決定、初号機の設計、供給業者の選定と契約。 （2）第2段階（2017～18年） 初号機の詳細設計と許認可の取得。 （3）第3段階（2019～24年） 初号機の建設開始と完成及び運転開始。２号機の建設開始。 （4）第4段階（2025～30年） ２号機の完成と運転開始。 第２原子力発電所の建設開始（2035年完成予定）。
2016年6月：サイトの候補地として、ジャルノビエツとルビャトボ・コパリノ（ホ
チェボを含む）の２カ所に絞る（いずれもバルト海沿岸）。
9原子力政策・計画（２）
出典： ATOMICA HP、http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=14-06-14-01 経産省、平成28年度発電用原子炉等利用環境調査（諸外国における原子力政策等動向調査）調査報告書10
（
３）原子力発電導入計画の更新予定 2014年に原子力開発計画が改訂され、別個に入札を行う予定であったベンダーと出 資者について、出資を含めたプロジェクト参加を募る方針に変更したため、ロードマップ は繰り延べとなっている。更新計画が本年中に発表される予定。 2018年7月：トフジェフスキ・エネルギー大臣は「原子力計画の更新準備が整っており、 早期の政治的決定を期待している」旨発言。 サイト選定は、2019年の早期に結論が出る見込み。 スコベル・エネルギー副大臣は「原発の建設に係る費用について3,000MW出力で 450億PLN（105億ﾕｰﾛ）、4,500MW出力で670億PLN（156.3億ﾕｰﾛ）の見込み」と した。 高温ガス炉開発計画と軽水炉開発計画は、熱利用、コジェネを目的とする高温ガス炉 と大規模発電を目的とする軽水炉では異なるため、開発は並行して行われる。 2018年9月現在、更新された原子力計画は発効されていない。原子力政策・計画（３）
出典： ATOMICA HP、http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=14-06-14-01 経産省、平成28年度発電用原子炉等利用環境調査（諸外国における原子力政策等動向調査）調査報告書 在ポーランド日本大使館ポーランドウィークリーレビュー JAEAの取得情報11
PGE社は、原発建設に関するフィージビリティ研究について、仏国のEDF社
（
2009年11月）、日本の日立GE社（2010年3月）、米国のWH社（2010年4
月）と協力に関する覚書を締結して技術検討を実施。
ポーランドにおける原発の候補としては、最新鋭の第三世代原子炉を予定。
仏国AREVA社のEPR（出力1750MW）、GE日立社のABWR（出力1350MW）ま たはESBWR（出力1520MW）、WH社のAP1000（出力1150MW）
PGE EJ1社は、2016年内に原子炉の供給と出資を担うプロジェクト参加者
を決める入札を実施予定としていたが遅延。
WH社、日立GE社、加国SNC
ラヴァリン社、仏国電力／
AREVA社及び韓国電力公社の５社が入札参加
意思を表明したとの報道。
2017年7月、中国広核集団有限公司（ＣＧＮ）は、ポーランド政府代表団が中
国のＣＧＮ施設を視察したのに合わせ、両国が民生用原子力分野における
協力覚書に調印したと発表。
2018年5月、トフジェフスキ・エネルギー大臣は、複数の国から原発建設に
関する提案があり、最も安価なのが
1MW当たり1,290万ズロチ（300万ﾕｰﾛ）
の中国で、韓国も
1MW当たり1,500万ズロチ（350万ﾕｰﾛ）と発言。
軽水炉導入に向けた企業の動き
出典： ATOMICA HP、http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=14-06-14-01 JAIF HP、https://www.jaif.or.jp/cms_admin/wp-content/uploads/2014/10/poland-report1007021.pdf 経産省、平成28年度発電用原子炉等利用環境調査（諸外国における原子力政策等動向調査）調査報告書 在ポーランド日本大使館ポーランドウィークリーレビュー（１）原子力における規制体制
原子力規制当局は、ポーランド原子力庁（PAA）。 研究炉、使用済燃料、放射性廃棄物貯蔵施設、放射線源使用事業者を監督。 規制の範囲は、核物質の保障措置を含む原子力、放射線、輸送、放射性廃棄物の 安全管理、セキュリティ等あらゆる側面を対象。 12規制体制及び法整備（１）
PAAの組織図 出典： PAA HP、http://http://www.paa.gov.pl/（２）原子力における法整備
1984年、ジャルノビェツ原発建設の許認可手続きのため法整備が開始。 放射線防護研究所（CLOR）内に原子力規制タスクフォースが設置され、1986年に 原子力法案完成。 2000年11月に、IAEAの安全基準に準拠した新原子力法（2002年1月施行、2008年 改正）及び政府規則を制定。 2011年5月に、原子力発電所の導入に対応した原子炉安全基準（サイト選定から廃 止措置まで）、放射線防護、核物質防護、保障措置、パブリックアクセプタンス、損害 賠償責任等に関する項目を原子力法に追加修正する法案が議会で可決。 2011年6月29日には、原子力発電施設に関連する投資に係る法律が議会で可決。 2011年7月1日より施行。 13 出典： ATOMICA HP、http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=14-06-14-01 JAIF HP、https://www.jaif.or.jp/cms_admin/wp-content/uploads/2014/10/poland-report1007021.pdf 経産省、平成28年度発電用原子炉等利用環境調査（諸外国における原子力政策等動向調査）調査報告書規制体制及び法整備（２）
1.
ポーランドの概要
2.
ポーランドにおける原子力開発の状況
3.
高温ガス炉の概要
4.
世界の高温ガス炉開発の状況
5.
ポーランドにおける高温ガス炉開発
6.
日本とポーランドの高温ガス炉開発協力
7.
JAEAとポーランドの高温ガス炉開発協力
8.
世界各国の関連するプロジェクト
9.
まとめ
目 次
14580mm
３．高温ガス炉の概要
軽水炉のリスク（炉心溶融、水素爆 発、大量の放射性物質放出）が福 島第一原子力発電所（1F）事故に よって強く認識された。 原理的には高温ガス炉は1F事故と 同様の事故を起こす可能性がない。 優れた安全性 黒鉛構造材 セラミックス被覆燃料 耐熱温度2500℃ 1600℃でも放射性物質を 閉じ込める ヘリウム冷却材 高温でも安定 （温度制限なし） 被覆燃料粒子 燃料コンパクト 直径26mm 39mm 厚さ8mm 燃料体 約1mm 燃料核 （直径約0.6mm） 低密度 熱分解炭素 炭化ケイ素 高密度熱分解炭素 項目 高温ガス炉 軽水炉 電気出力 （熱出力） ～30万kW（中小型） ～600MW 100万kW以上 （大型が主流） 3000MW以上 原子炉出口温度 850℃～950℃ 約300℃ 原子炉冷却材 ヘリウムガス 軽水 減速材 黒鉛 軽水 燃料型式 セラミック製 被覆燃料粒子 金属製被覆管 （ジルカロイ） 用途 熱利用（水素製造、高 温蒸気、海水淡水化、 地域暖房）、発電 発電 軽水炉との違い 多様な熱利用 950℃の高温熱を供給可能で、水素製造、発 電、海水淡水化等の幅広い熱利用が可能。 15安全性（S） 固有の安全性を有する高温ガス炉の特性 経済効率性の向上（E） 熱利用率 約80％ 発電効率 約50％ 燃料の高燃焼度化（120GWd/t） 水素製造と発電のコジェネレーションによる 効率的なエネルギー利用 環境への適合性（E） 発生する使用済み燃料の正味の重量（発電量あたり）は 軽水炉の1/4程度 燃料電池車・製鉄への水素供給、化学工業・石油化学工 業への高温蒸気供給による炭酸ガス排出量の大幅削減 エネルギーの安定供給（E） 原子力エネルギーを用いた水素エネルギーの安定供給 エネルギー基本計画のエネルギー 政策の基本的視点（3E+S）に応える 高温ガス炉コジェネレーションシステム
高温ガス炉システムの研究開発の意義
160 1000 2000 3000 0 1 2 3 4 5 6 7 放 熱 制御棒 原子炉 容器 電源や冷却材の喪失時に 制御棒を挿入しなくても 自然に止まり、冷え、 放射性物質が閉じ込められる 燃料核 セラミックス被覆 耐熱性が高く燃料溶融しない 100 50 0 被覆 の 破 損 度 合（ ％） 温度（oC） 1000 2000 3000 1600Cを超える 2000Cでも被覆が ほとんど破損しない 被覆燃料を加熱した実験結果 化学反応、蒸発しないため 水素・水蒸気爆発が発生しない 燃料ブロック 燃料ピン 大熱容量・高熱伝導であるため 原子炉容器外側での放熱で 燃料が冷える 冷却材喪失からの経過時間（日） 0 3000 1000 １週間 冷却材喪失時の燃料温度（解析結果） 2000 事故が発生しても 短時間で対応する必要がない 燃料温度 （ ） oC ヘリウム冷却材 セラミックス被覆燃料 黒鉛構造材 0 1 2 3 4 5 6 7 許容燃料温度（1600oC）
固有安全炉としての高温ガス炉の魅力
17制御棒挿入なし、冷却流量ゼロ において、 物理現象のみで、 原子炉が自然に静定・冷却されることを確証 炉物理 高温ガス炉臨界実験装置 （VHTRC） 熱流動 大型構造機器実証試験ループ （HENDEL）
高温工学試験研究炉（ＨＴＴＲ）の概要と開発の歴史
安全性実証試験 多 目 的 高 温 ガ ス 実 験 炉 概念設計 システム総合設計 基本設計 高 温 工 学 試 験 研 究 炉 詳細設計 設置許可申請～取得 建 設 初 臨 界 定格出力（30MW）、 原子炉出口850℃達成 原子炉出口950℃達成 連続30日運転850℃ 連続50日運転950℃ 安全性実証試験 （制御棒引抜試験） 1973 1969 ～ 1980 1974 ～ 1984 1981 ～ 1985 ～ 1988 1989 1990 1991 ～ 1997 1998 2001 2002 2004 2007 2010 研究開発と 概念設計 ～ 原子炉 の建設 基盤技術 の確立 実用システムの原型提示 安全性実証試験 （炉心流量喪失試験等） 研究開発 燃料・材料 炉内ガスループ（OGL-1） 高温工学試験研究炉 我が国初の黒鉛減速ヘリウムガス 冷却型原子炉（高温ガス炉） 熱出力３０ＭＷｔｈ/出口温度950℃ 設置場所 茨城県大洗町 日本原子力研究開発機構 大洗研究所 炉心の中心部 炉心の黒鉛ブロック 米 仏 独 韓 チェ コ ハンガ リー OECD/NEAプロジェクト 日本 世 界 初 2014 設置変更許可申請書 を原子力規制庁に提出 300 350 400 ‐1 0 1 2 3 4 5 6 7 温度 （ ℃ ） 時間（時間） 0 10 20 30 出力 （% ） 0 50 100 流量 （% ） 時間（h） 0 1 2 3 4 5 6 ガス循環機の停止 → 流量ゼロ 炉心冷却流量 原子炉出力 試験結果 解析結果 燃料平均温度 解析結果 100 50 0 30 20 10 0 400 350 300 流量 (%) 出力 (%) 温度 (oC) 18高温ガス炉技術の現状
核となる技術は世界一の国産技術 高温金属材料ハステロイXR （三菱マテリアルと共同開発） HTTR設計・建設・運転経験 （三菱重工、東芝/ＩＨＩ、日立、 富士電機、川崎重工等） 燃料 （原子燃料工業と共同開発） 黒鉛材料IG-110 （東洋炭素と共同開発） 世界最高の高品位(等方性高密度)黒鉛 長期間（軽水炉の約3倍の燃焼度）、 安定に被覆 高い閉じ込め 性能を有する セラミックを 用いたウラン の被覆 炉内黒鉛構造物 高強度・高熱伝導・耐照射性 原子力用構造材と して世界最高温度 （950℃）で使用 できる金属材料 中間熱交換器 950℃の熱を 取り出し可能 膨大な高温ガス炉技術 データの蓄積 実用炉の最適設計可能 高温ガス炉は、 国産技術のみで建設可能 19• 蒸気供給先 – 石油・石炭製品製造業：石油精製（脱硫） (400～430℃)、石炭の液化（400～450℃ ）、他 – 化学工業：アンモニア製造 (400～500℃)、エチレン、プロピレン製造（約300℃）、他 – 製紙業 (パルプ蒸解) (300～400℃) 石油化学、その 他工業プラント 炭酸ナトリウム： ソーダガラス、洗剤、化学品の 原料、製紙 飲用水42,000 ~ 56,000 m3/d 電力
ソルベー法: 2NaCl + CaCO3= Na2CO3+ CaCl2
海水 多段フラッシュ プロセス 塩水 石灰 副生物 炭酸ナトリウム 1,000 t/d 炭酸化 煆焼 炉 再生熱交換器 排熱 回収 蒸気発生器 脱塩水 蒸気 ガスタービン 発電 飲用 水 中間サイ クル ヘリウム 原子炉 (GTHTR300C) 海水淡水化 炭酸ナトリウム製造
高温ガス炉コジェネシステム（SMR)による多様な熱利用
20時間 原⼦⼒ 太陽光 ・⾵⼒ 長い時間スケール（時/日） 再生可能エネルギー変動に応じ、 ヘリウムガス圧力を変え、 発電と水素製造割合を調整。 再生可能エネルギーと水素/電力併給高温ガス炉 ハイブリッドシステム 電気出力 出力一定 再生可能エネルギーの変動を水素製造と発電により吸収
再生エネルギーとのハイブリッドシステムによる発電（SMR）
－水素／電力併給高温ガス炉システム－
＋
電気出⼒⼀定
⽔素
原⼦炉出⼒⼀定 短い時間スケール 再生可能エネルギー変動に応じ、 - ヘリウムガス圧力を変え、 炉心熱容量により変動を吸収（分）。 - ガスタービン慣性により変動を吸収（秒） 21時間 短い時間スケール 再生可能エネルギー変動に応じ、 - ヘリウムガス圧力を変え、 炉心熱容量により変動を吸収（分）。 - ガスタービン慣性により変動を吸収（秒） 原⼦⼒ 太陽光 ・⾵⼒ 長い時間スケール（時/日） 再生可能エネルギー変動に応じ、 ヘリウムガス圧力を変え、 発電量（原子炉出力）を調整。 再生可能エネルギーと発電用高温ガス炉ハイブリッドシステム 電気出力 出力一定 再生可能エネルギーの変動に応じて高発電効率を維持したまま電気出力を調整可能
再生エネルギーとのハイブリッドシステムによる発電（SMR）
－発電用高温ガス炉システム－
＋
電気出⼒⼀定
原⼦炉出⼒調整 22我が国の温室効果ガス削減目標とエネルギー政策
地球温暖化対策計画（平成28年5月13日閣議決定） • 中期目標：2030年度に26％削減する（ 2013年度比） • 長期目標：2050年までに80％の削減を目指す（ 2013年度比） 温室効果ガス削減の長期目標達成には、再生可能エネルギーの利用拡大に加え、水素製造など 発電以外の分野への原子力エネルギー利用が不可欠 東日本大震 災後の原子 力発電所の 停止により、 原子力の代 替発電燃料 として化石 燃料の割合 が増加 出典：環境省ホームページ 我が国の温室効果ガス排出量（2016年度速報値） エネルギー白書2016（平成28年5月資源エネルギー庁） 第1部 エネルギーを巡る状況と主な対策 第3章 パリ協定を踏まえたエネルギー政策の変革 • 日本は、欧米と比べても野心的な26%削減目標を宣言 • 温室効果ガス排出量の約9割がエネルギー起源CO2 • 26%削減の前提となるエネルギーミックス実現が鍵 長期エネルギー需給見通し（平成27年7月経済産業省） 26%削減を達成する一次エネルギー供給（2030年度） 再生エネ 13～14% 程度 石油30%程度 LPG8%程度 石炭25%程度 天然ガス 18%程度 原子力 10～ 11%程 度 489百万kl程度 18.7(1018J) 我が国の一次エネルギー消費量 出典：エネルギー白書2017 2016 年度の我が国の温室効果ガスの総排出量は、 13 億2,200 万トン（現状では、2013年比6.2%削減） 前年比は僅か0.2％ 目標達成には、 • 2030 年までに、さらに20%の削減が必要 • 2050 年までに、74%の削減が必要 23炭酸ガス排出量削減 発電以外のエネルギー利用分野で炭酸ガスの排出削減に貢献 0% 20% 40% 60% 80% 100% 1 次エネルギー供給構成割 合 化石燃料 再エネ 原子力 水素 高温ガス炉 2030 (METI*1) 2050 (RITE*2) 2050 高温ガス炉 導入 化石燃料 再エネ 原子力 水素 高温ガス炉 1次エネルギー需要 高温ガス炉導入割合 水素 40% 原子力発電 30% 工業プロセス熱供給 20% 高温ガス炉の各需要への導入を仮定 *1) 資源エネルギー庁，長期エネルギー需給見通し，2015年7月16日 *2) (公財)地球環境産業技術研究機構（RITE），2℃目標と我が国の2050年排出削減目標との関係，2016年3月2日より抜粋 CO2排出削減への高温ガス炉の貢献予測 エネルギー基本計画（3E+S)を満たす高温ガス炉は、日本の温室 効果ガス排出削減に関する長期的目標（2050年に2013年比で 80%削減）に貢献する最適なシステム
環境負荷の低減（炭酸ガス排出量の大幅削減）
24HTTR (1) 高温ガス炉技術 高性能燃料要素開発 高温ガス炉安全性向上のためのHTTR試験 (2) 熱利用技術（発電、水素製造） (3) 実用高温ガス炉設計 GTHTR300 実用高温ガス炉システム の設計研究 プルトニウム燃焼高温ガス 炉の炉心設計 実用高温ガス炉の安全基 準の策定と国際標準化 海外輸出用高温ガス炉の設計 水素製造設備、ガスタービン 発電に関する基盤技術を完成 ISプロセスの運転制御技術 及び機器信頼性の確証 ガスタービン翼材の開発 定格出力30MW、 原子炉出口温度950℃ 達成（2004年４月） 950℃、50日間高温 連続運転（2010年3月） ヘリウム圧縮機
(4) HTTR-GT/H
2試験
高温ガス炉
熱利用技術の
総合実証
連続水素製造試験装置高温ガス炉及び水素製造技術開発の概要
251.
ポーランドの概要
2.
ポーランドにおける原子力開発の状況
3.
高温ガス炉の概要
4.
世界の高温ガス炉開発の状況
5.
ポーランドにおける高温ガス炉開発
6.
日本とポーランドの高温ガス炉開発協力
7.
JAEAとポーランドの高温ガス炉開発協力
8.
世界各国の関連するプロジェクト
9.
まとめ
目 次
26カナダ、英国のSMR計画との関連
27 CNL News Release, “CNL announces strong interest in siting an SMR demonstration unit”, June 12, 2018. Nuclear Energy insider, “Canada Advances four SMR designs towards demo reactor”, June 20, 2018. Rumina Velshi, President and CEO CNSC,”READY FOR FUTURE”, USA‐Canada Nuclear Energy Leadership Summit, August 28, 2018. カナダ 2018年6月12日、カナダ原子力研究所（Canadian Nuclear Laboratories:CNL）がサイト内
に建設予定のSMRの実証炉に関して、国内外の原子炉開発会社４社から関連資料が提出さ
れたと報告。2017年に関心表明が出された19社から4社への絞り込みがなされた。
CNLはSMR技術研究を優先項目と選定し、2026年までに実証プラントを建設を目指す。
原 子 力 開 発 会 社 10 社 は 、 カ ナ ダ 原 子 力 安 全 委 員 会 （ Canadian Nuclear Safety Commission:CNSC）に対して、事前審査を要請し、CNSCによる評価が行われている。下表
に そ の 一 覧 を 示 す 。 高 温 ガ ス 炉 は 、 StarCore Nuclear, URENCO, Ultra Safe Nuclear/Global First Powerの３社。絞り込みの4社の関連情報は不明。
英国
2018年7月27日、英国政府は、原子力コストの削減、英国の原子力技術基盤の補強を目的と
し て 、 ￡200M （ 263M ） の 支 出 を 決 定 。 こ れ に は 、 2017 年 12 月 に 既 に 決 定 さ れ て い る Advanced Modular Reactor（AMR）の開発と許認可のための資金￡56Mと熱流動実験装
置製作資金￡32Mが含まれる。
まずは、以下の8社に対して、総額￡4Mの資金が割り当てられ（１社あたりの平均￡0.2M）、 AMRの技術的かつ商業的な成立性評価が行われる。
Advanced Reactor Concepts LLC
DBD limited,
Blykalla Reactorer Stockholm AB
Moltex Energy Limited
Tokamak Energy Ltd
U-battery Developments Ltd Ultra Safe Nuclear Cooperation
Westinghouse Electric Company UK
このうち、U-battery DevelopmentsとUltra Safe Nuclearが高温ガス炉関係。
2019年の4月には、上記のうち3～4社が選定され、設計手法の開発のために、総額￡40M/2 年間の資金が提供される。 英国の規制当局には、上記の支援のために￡5Mが提供され、さらに設計の許認可審査のた めの規制側の審査体制の構築に￡７Mが提供される。
カナダ、英国のSMR計画との関連
28 英国
上記の原子力開発者は、ベースロードの発電に加えて、再生エネルギーの不可追従、産業への エネルギーと熱の供給、地域暖房、水素製造もターゲットにしている。
2018年8月7日には、UK政府（Department for Business Energy and Industry Strategy）
の立ち上げたExpert Finance Working Group による小型のAMRの資金調達の方法などに
ついてのレポートが発行された。このレポートによれば、AMRのプロジェクトコストは、￡2.5B（
電気出力60万kW）～￡100M（マイクロリアクター）と評価されている。プロジェクトにはリスクが
伴うが、2030年までには開発を終了すべきとも記載されている。
カナダ、英国のSMR計画との関連
29
Department of Energy & Industrial Strategy, Policy paper, “Advanced Nuclear Technologies”, Updated 7thAugust, 2018.
Expert Finance Working Group on Small Nuclear Reactors, Department of Energy & Industrial Strategy, “Market framework for financing small nuclear”, August,2018.
Nuclear Energy Insider, ”UK funding spurs advanced reactor R&D but application outlook needed, June 18th, 2018
英国
2016 年 に 英 国 政 府 （ Department of Energy & Climate Change ） が 公 開 し た SMR Techno-Economic Assessmentによれば、発電を目的とすれば、小型軽水炉にアドバンテ
ージがあるが、脱炭素のためには高温熱が必要とされることを考慮すれば、小型高温ガス炉が 最も大きな役割を果たすと示されている。
カナダ、英国のSMR計画との関連
30
米国の状況（参考）
31 DOE, “Secretary of Energy Rick Perry announces $60 Million for U.S. Industry Awards in Support of Advanced Nuclear Technology Development”, April 27, 2018. Office of Nuclear Energy, DOE, “U.S. Department of Energy Provides Nearly $20 Million for Domestic Advanced Nuclear Technology Projects”, July 10, 2018 米国 2018年4月27日、米国DOEは、米国における先進的原子力技術開発を進めるために、１3プロ ジェクトに対して総額$60Mの資金を提供することを決定。 高温ガス炉関係としては、X-Energy社が提案したUCOを燃料核とする被覆燃料粒子の設計と 許認可に関する開発が選定された。DOEとX-Energy社がそれぞれ約$4.5Mを支出。 2018年7月10日、米国DOEは、第２グループとして、さらに国内の9プロジェクトを選定して、総 額＄20Mの資金を提供することを決定。 いずれも、DOEと民間のコストシェア―。1.
ポーランドの概要
2.
ポーランドにおける原子力開発の状況
3.
高温ガス炉の概要
4.
世界の高温ガス炉開発の状況
5.
ポーランドにおける高温ガス炉開発
6.
日本とポーランドの高温ガス炉開発協力
7.
JAEAとポーランドの高温ガス炉開発協力
8.
世界各国の関連するプロジェクト
9.
まとめ
目 次
32 ポーランド開発省が「責任のある開発のための戦略１）」を公表（2016.7） エネルギーだけではなく産業界への熱供給も可能な高温ガス炉（300MWt程度）の開発を開始 ポーランドエネルギー省が高温ガス炉の導入に向けた諮問委員会（HTR委員会）を 設置（2016.7）１） ポーランド経済のニーズと輸出可能性の分析 ポーランド科学産業の設計＆製造能力 コスト評価、ビジネスモデル、資金調達の可能性 法的枠組みの分析 国際協力の確立 HTR委員会で提案された高温ガス炉戦略１） 産業用熱供給のために高温ガス炉を推進 150-300MWtの商用炉初号機を建設することが目標 そのマイルストーンとして、NCBJに10MWt超の研究炉を建設 HTR委員会の報告書をエネルギー省が受理（2017.9）１） HTR委員会の報告書を公開（2018.1）
１）J. Sobolewski, “HTR Plans in Poland”, IAEA 61stGeneral Conference 2017, Side Event, Nuclear High Temperature Heat for Industrial
Process, Vienna, Sep. 19, 2017.
５．ポーランドにおける高温ガス炉開発
ポーランド及び
EUにおける高温ガス炉需要
ポーランド国内のリプレース候補の
石炭火力コジェネレーションプラント
高温ガス炉によるリプレース候補の 石炭火力コジェネレーションプラント 主な用途 基 MW ZE PKN Orlen S.A.Płock 石油精製 8 2140 ArcelorMittal Poland S.A. 製鉄 8 1273 Zakłady Azotowe "Puławy" S.A. 窒素肥料 5 850 Zakłady Azotowe ANWIL SA ポリ塩化ビニル等 3 580 Zakłady Chemiczne "Police" S.A. 窒素肥料等 8 566 Energetyka Dwory 電力 5 538 International Paper - Kwidzyn 製紙 5 538 Grupa LOTOS S.A. Gdańsk 製油 4 518 ZAK S.A. Kędzierzyn 窒素肥料等 6 474 Zakl. Azotowe w Tarnowie Moscicach S.A. プラスチック、窒素肥料等 4 430 MICHELIN POLSKA S.A. 自動車タイヤ 9 384 PCC Rokita SA プラスチック、化粧品等 7 368 MONDI ŚWIECIE S.A. 製紙 3 313 高温ガス炉導入の意義 天然ガス輸入依存から脱却 石炭火力によるCO２排出の削減 競争可能なコストでの国内産業への熱供給 高温ガス炉輸出の高い可能性
HTR委員会の報告書の骨子（１/３）
35 需要とその可能性 約500℃の高温蒸気供給：特に化学産業等。 ポーランド国内だけで約6,500MWt、2050年までにポーランド国内で10-20基、 EU内で100-200基、世界で1,000-2,000基 火力ボイラーを高温ガス炉に置き換え。それ以外は既存施設の利用が可能で ある。発電とのコジェネも可能。固有の安全性に優れることから需要地近接立地 が可能。 1,000℃以上の熱供給：水素又は水素をベースにした燃料製造。（将来）HTR委員会の報告書の骨子（２/３）
36 1ユーロ=135円換算 経済性 出力165MWthで230t/hの高温蒸気（540℃、13.8MPa)の製造を行う商用炉 設計と許認可のコスト ：約120Mユーロ=約162億円 建設コスト ：約480±140Mユーロ=約648±189億円 高温蒸気コスト ：約7ユーロ/GJ=約945円/GJ（割引率4%） 既存のガスボイラー 高温蒸気コスト ：約7～10ユーロ/GJ=約945円～1,350円/GJ （割引率4%、炭素税20～50ユーロ/t=2,700～6,750円/ｔとして評価） ビジネスモデル 新設する特殊会社HTR-EPCが、世界各国の技術や知見を集めて実施。 HTR-EPCは、主としてポーランド企業からなり、外国の企業に対しては投資や契約 先として参加を要請。 HTR-EPCには、ポーランド国内の化学産業、エネルギー産業の参加が期待できる。 その他の産業のニーズに合わせた高温ガス炉を設計することで、その他の産業から の参加を見込む。37 1ユーロ=135円換算 推奨スケジュールとコスト 2018 エネルギー省と科学教育省が高温ガス炉プログラム（将来的には政府計画） の実施に関して合意。 2018 HTR-EPCの設立と国外パートナーの参加 熱出力10MW 研究炉のコスト 2018-20 設計 ：約 36Mユーロ=約 49億円 2020-25 許認可、建設 ：約143Mユーロ=約193億円 熱出力165MW 商用炉のコスト 2018 事前概念検討 ：約 2.4Mユーロ=約 3.2億円 2019-23 設計 ：約120Mユーロ=約162億円 2023-26 初号基建設の準備 ：約120Mユーロ=約162億円 2026-31 初号基の建設 ：約360Mユーロ=約486億円＊ ＊ほぼ最低コストが記載されている。
HTR委員会の報告書の骨子（３/３）
出典：高温原子炉展開に対する条件の分析及び準備のための委員会報告書（ポーランドエネルギー省）165MWt
10MWt
/ NCBJ
研究炉 商用炉 初号基の建設 初号基 建設の準備 設計 許認可及び建設 設計 2018 2020 2025 2030 事前概念検討 許認可、建設1.
ポーランドの概要
2.
ポーランドにおける原子力開発の状況
3.
高温ガス炉の概要
4.
世界の高温ガス炉開発の状況
5.
ポーランドにおける高温ガス炉開発
6.
日本とポーランドの高温ガス炉開発協力
7.
JAEAとポーランドの高温ガス炉開発協力
8.
世界各国の関連するプロジェクト
9.
まとめ
目 次
382017年5月18日、日・ポーランドの外相会談におい て「2017年から2020年までの日本国政府とポーランド 共和国政府との間の戦略的パートナーシップの実施 のための行動計画」に署名 2015年、安倍総理とコモロフスキ大統領との間 で構築された両国関係の「戦略的パートナー シップ」を踏まえ、政治、経済、科学技術、文化 等の幅広い分野において2017年から2020年ま での間に実施すべき目標を定めたもの。 ①政治・安全保障協力、②経済・科学・技術協 力、③文化・人的交流の促進、④多国間協力、 ⑤日・ポーランド外交関係樹立100周年に向け た協力、から構成。 ②経済・科学・技術協力において、日本原子力 開発機構（JAEA）とポーランド国立原子力研究 センター（NCBJ）との間における高温ガス冷却 炉技術の研究開発に向けた協力を奨励するこ とが明記。
６．日本とポーランドの高温ガス炉開発協力
外務省HP http://www.mofa.go.jp/mofaj/press/release/press4_004624.html 391.
ポーランドの概要
2.
ポーランドにおける原子力開発の状況
3.
高温ガス炉の概要
4.
世界の高温ガス炉開発の状況
5.
ポーランドにおける高温ガス炉開発
6.
日本とポーランドの高温ガス炉開発協力
7.
JAEAとポーランドの高温ガス炉開発協力
8.
世界各国の関連するプロジェクト
9.
まとめ
目 次
40NI2050 OECD/NEA 国際協力 世界のHTGR計画のために、間接的に研究開発成果を提供 EU諸国（ポーランドを含む）が参加予定。原子力機構も参加予定 LOFC OECD/NEA 国際協力 世界のHTGR計画のために、HTTRデータを有償で提供 原子力機構が主導し、米国、仏国、独国、韓国、チェコ、ハンガリーが参加 （H23年3月発足） 原子力機構 （JAEA） ポーランド 国立原子力 研究センター （NCBJ） URENCO社 NCBJがプロジェクト の全体とりまとめ EU GEMINI計画 （GEMINI+） 国際実証炉計画 PRIME 高温ガス炉 国際実証炉計画 PRIME 米国産業界アライ アンスがとりまとめ EU、日本（JAEA）、 米国、韓国の研究 機関、産業界、大 学から参加 研究協力 （2017年5月締結） 研究協力 （2017年5月締結） 参加 （2017年9月） 参加予定 連携 研究協力 （2017年5月締結） 参加 参加予定 ポーランドHTGR計画 U-Battery計画 米国、 日本、EU、 韓国の研究機関、 産業界から参加
７．
JAEAとポーランドとの高温ガス炉開発協力
4142
国立原子力研究センター（
NCBJ）の概要
国 立 原 子 力 研 究 セ ン タ ー （NCBJ ： National Centre for Nuclear Research）は、ポーランドの首都ワル シャワから30km東南に位置するシ フィエルク（Swierk）に立地。 研究活動は核物理学、素粒子物理学、 ニュートリノ物理学、宇宙放射線物理 学、素粒子天文学、天体物理学、電 子工学及び検出器、加速器科学、放 射線医学物理学、材料研究、宇宙論、 ブラズマ物理学に及ぶ。 母体は1955年に設立した国立原子 力研究所で、2011年にポーランド原 子力研究所POLATOMとソルタン原 子力研究所を統合して発足。 研 究 炉 で あ るMARIA 炉 （ 3 万 kWt 、 1974年12月臨界）を運転している。
ポーランド高温ガス炉開発人材育成計画（準備中）
ポーランド 国立原子力 研究セン ター ポーランド産業界 日本の大学 東京大学、東 京工業大学等 ポーランドの 大学 セミナー開催 研究協力 教育 教育・実習 研究協力 インターン 講義 研究者の派遣 学生の派遣 研究者の派遣 専門家派遣 研修コース、HTTRでの実習 431.
ポーランドの概要
2.
ポーランドにおける原子力開発の状況
3.
高温ガス炉の概要
4.
世界の高温ガス炉開発の状況
5.
ポーランドにおける高温ガス炉開発
6.
日本とポーランドの高温ガス炉開発協力
7.
JAEAとポーランドの高温ガス炉開発協力
8.
世界各国の関連するプロジェクト
9.
まとめ
目 次
44 英国：URENCO社とポーランドへのU-Batteryの導入について、ポーランド国内市場 におけるU-Batteryのポテンシャルを調査するため、協力取決めを締結（2017年5 月）1)2)。 米国：X-energy社と協力取決めを締結（2017年2月）3)。 EU：EUの研究開発ファンディングの枠組み（HORIZON2020）において、高温ガス炉 コジェネレーションシステムについて研究開発を行なうGEMINI+プロジェクトを実施 中。NCBJがリーダーとなり、IRSN、JRC、Framatome社、米国NGNP産業アライアン ス、JAEA、KAERIなどと協力を実施（2017年9月～36ヵ月）4)。 中国：ポーランド政府と中国広核集団有限公司（ＣＧＮ）との間で、民生用原子力分 野での協力了解覚書に調印(2017年7月)5)。ポーランドの原子力発電所導入計画等 への協力を含め、将来にわたって戦略的パートナーとなる道を模索する。高温ガス 炉も有望な候補と認識されている5)。
８．世界各国の関連するプロジェクト
ポーランドNCBJの外国との協力
1) https://www.ncbj.gov.pl/en/aktualnosci/ncbj‐considering‐project‐deploy‐htgr‐research‐reactor‐swierk 2) https://www.u‐battery.com/media/agreement‐to‐investigate‐deployment‐of‐u‐battery‐in‐poland 3) https://www.ncbj.gov.pl/en/aktualnosci/ncbj‐has‐reached‐agreement‐x‐energy 4) http://www.gemini‐initiative.com/ 5) http://www.jaif.or.jp/170727‐a 4546 2015年に英国政府は、2億ポンド/5年の原子力研究開発プログラムを公表 高温ガス炉関連の研究開発項目は、大学・産業界パートナーを介した高温材料、構 造材として黒鉛、燃料設計、革新的な受動安全燃料等 URENCOを中心に高温ガス炉アライアンスを形成 熱電併給モジュール型小型高温ガス炉U-Battery（商用炉）計画を策定１） U-Batteryは熱出力10MW、濃縮度20％、原子炉出口温度800℃、ブロック型商用高 温ガス炉であり、2024年の稼働を目指す。最近はカナダでの展開に注力 英国政府は2018年、U-Battery社をAMRプログラムの出資機関に選定１） 日本、ポーランド、カナダ、中国、米国と協力 １） U-Batteryサイト、https://www.u-battery.com/
英国
U-Battery 計画
高温ガス炉アライアンス47
