小型モジュール炉（SMR）は電力不足を変える？国内外9事例と参入条件

小型モジュール炉（SMR）とは？「小型」と「標準化」を分けて考える

SMRはSmall Modular Reactorの略です。国際原子力機関は、一般に1基当たりの電気出力が300MW以下と説明しています。システムや部品を工場で組み立て、設置場所へ運ぶことを想定した原子炉です。

日本の次世代革新炉開発ロードマップでは、小型軽水炉を「電気出力がおおむね30万kW以下の軽水炉」と整理しています。自然循環を使った冷却や、機器の簡素化によって安全性と建設の予見性を高める狙いがあります。

ここで重要なのは、小型とモジュール化が同じ意味ではないことです。出力が小さくても、現地で一品ずつ組み立てれば、工期短縮の効果は限られます。反対に、主要部分を工場で同じ手順でつくり、現場作業を減らせれば、品質と日程を管理しやすくなります。

この表から分かるのは、SMRを出力だけで選べないことです。発電を重視するなら小型軽水炉型、産業熱を重視するなら高温ガス炉型を起点に、顧客の用途へ合わせて比べます。

SMRには、軽水炉、高温ガス炉、溶融塩炉、高速炉など複数の方式があります。方式ごとに、燃料、冷却材、温度、審査項目、供給網が違います。実際には、用途と炉型を組み合わせた複数の市場があります。

同じ次世代電源として語られる核融合は、原子核を分裂させるSMRとは原理も事業化の段階も違います。部材や顧客が一部重なっても、同じ時間軸で評価しないことが大切です。

高温ガス炉は発電より「熱」で違いが出る

高温ガス炉は、冷却材にヘリウムガスを使い、炉心に黒鉛と耐熱性の高い被覆燃料粒子を使う原子炉です。水を冷却材に使う軽水炉より高い温度の熱を取り出せます。

日本原子力研究開発機構のHTTRは、熱出力30MWの試験研究炉です。原子炉出口で950℃の熱を取り出せます。この温度帯は、発電だけでなく、水素製造や化学プロセスへの利用が考えられます。

水素を製造できても、貯蔵、輸送、利用設備、長期購入者までそろわなければ売上にはなりません。グリーン水素の事業化と同じく、製造コストだけでなく、需要地まで含む一体設計が必要です。

つまり、高温ガス炉を発電所としてだけ評価すると、強みを見落とします。工場が天然ガスや石炭でつくっている蒸気や高温熱を、どこまで置き換えられるかが重要です。

一方、熱は電気のように遠くへ送りやすくありません。温度が下がり、配管費も増えるためです。高温ガス炉は、需要の大きい化学コンビナート、製鉄所、水素製造設備などの近くに置く必要があります。原子炉の立地条件と、顧客の工場条件を同時に満たさなければなりません。

高温ガス炉の新規事業では、炉の性能だけでなく、次の三点が問われます。

1. 必要な温度と蒸気量を長期に買う顧客がいるか
2. 原子炉と工場をつなぐ熱交換器、配管、貯熱設備を設計できるか
3. 停止時の予備熱源と責任分界を決められるか

高温ガス炉は「原子力発電」より、「止められない工場の熱供給」として見ると事業構造が分かります。

SMR市場は成長するが、予測値より案件の段階を見る

国際エネルギー機関の原子力投資見通しは、政策支援と事業実行が進むシナリオを示しています。その場合、SMRへの年間投資は現在の50億ドル未満から、2030年に250億ドル超へ増えます。2050年までの累計投資は6,700億ドルと見込まれています。

ただし、これはすべての計画が実現する保証ではありません。IEAの同じ見通しでも、現在の政策設定が続く場合と、支援策がそろう場合では、2050年のSMR容量に3倍の差があります。

国際原子力機関の資料では、世界で約70〜80のSMR設計が、異なる開発段階にあります。数が多いことは競争が活発な証拠ですが、商用運転まで進んだ設計は限られます。2024年時点で商用運転していた代表例は、ロシアの海上浮体式原子力発電所と、中国の高温ガス炉HTR-PMでした。

市場を見るときは、案件を五つの段階に分けます。

発表容量をすべて足しても、受注市場の大きさにはなりません。部材企業が見るべき数字は、設計が固まった基数、発注済みの長納期品、建設許可を得た案件、燃料の確保量です。

また、初号機と量産号機を分ける必要があります。初号機では、設計変更、審査対応、治具、工場設備、試験が重なります。同じ設計を複数地点へ展開できて初めて、学習効果と工場量産が効きます。

事業化は許認可・燃料・量産の三つで止まる

SMRが止まりやすい場所は、発電技術そのものだけではありません。許認可、燃料、量産の三つが、互いに影響します。

第一は許認可です。原子炉は、設計の安全性だけでなく、立地、建設、運転、核物質の防護、廃棄物まで審査を受けます。米国原子力規制委員会は、TerraPowerのNatriumに建設許可を出しましたが、運転には別の許可が必要です。建設許可を得たことと、発電を始められることは同じではありません。

第二は燃料です。多くの先進炉は、一般的な軽水炉燃料より濃縮度が高いHALEUを必要とします。国際原子力機関も、濃縮、転換、燃料加工、輸送容器まで含む供給網が課題だとしています。

第三は量産です。工場でつくると説明されても、認定された材料、溶接、検査、記録がそろわなければ出荷できません。設計変更が続くと、治具も手順も作り直しになります。炉メーカーだけでなく、部材企業が早い段階から設計へ入り、製造できる形へ直す必要があります。

三つは独立していません。燃料仕様が変われば、設計と審査が動きます。設計が変われば、部材の認定試験がやり直しになります。量産が遅れれば、建設費の金利が増えます。

したがって、事業化の管理表には、技術性能だけでなく次を置きます。

• 設計凍結の範囲と、変更できる項目
• 規制当局との合意済み論点と、未解決論点
• 初装荷と交換分の燃料確保
• 認定済みサプライヤーと代替先
• 初号機の費用と、量産時の目標費用
• 電気、熱、水素を買う顧客との契約条件

SMRの供給網は六つの仕事でつながる

SMRの事業は、炉メーカーだけで完結しません。設計、燃料、機器、建設、運転、需要家をつなぐ必要があります。

六つのレイヤーは、次のように整理できます。

1. 炉型を設計し、許認可を進める
2. ウラン濃縮、燃料加工、黒鉛などを供給する
3. 圧力容器、熱交換器、ポンプ、弁を認定品質でつくる
4. 建屋、配管、電気設備を設計し、現地で統合する
5. 発電所を保有し、運転、保全、廃棄物管理を担う
6. 電気、蒸気、熱、水素を長期契約で買う

売上が立つ時期も違います。設計会社は開発契約やライセンス料を得ます。燃料会社は初装荷だけでなく、運転期間中の交換需要があります。製造会社は部材を納め、保守会社は点検と交換部品で継続収益を得ます。発電事業者は長期の電力購入契約や熱供給契約を基礎に資金を調達します。

後発企業が炉型開発へ正面から入ると、長期の研究開発と許認可を負います。一方、既存の原子力品質、特殊材料、精密加工、プラント保全を持つ企業は、複数炉型へ供給できる場所を選べます。

有望なのは、どの炉が勝っても必要になる認定、燃料、熱交換、保全の仕事です。

国内外のSMR事例｜発電・産業熱・データセンターで進み方が違う

ここからは、九つの事例を見ます。炉型の新しさだけでなく、顧客、許認可、建設、供給網のどこまで進んだかを確認します。

九つを並べると、計画の大きさより、許認可、建設、燃料、買い手がどこまで確定したかが重要だと分かります。以下では、各事例が事業化のどの壁を越えようとしているかを解説します。

OPGはBWRX-300を既存原発サイトで建設する

カナダのOntario Power Generationは、既存のダーリントン原子力発電所を使います。そこで、GE HitachiのBWRX-300を建設しています。2025年に建設許可を取得し、2026年には原子炉建屋の基礎工事へ進みました。OPGは2030年末までの系統接続を計画しています。

既存の原発サイトを使うため、送電、用地、人材、地域との関係を生かせます。さらに、最初の1基だけでなく、最大4基を見据えた共通設備を先に整えます。

この事例が示すのは、SMRの強みが「どこにでも置けること」とは限らない点です。初期案件では、既存サイトの資産を使い、立地と許認可の不確実性を減らす方が現実的です。

TerraPowerは原子炉と蓄熱を分けて需要変動へ対応する

TerraPowerのNatriumは、電気出力345MWのナトリウム冷却高速炉と、溶融塩の蓄熱設備を組み合わせます。通常は熱をため、電力需要が高いときに最大500MWまで出力を高める考え方です。

ワイオミング州の石炭火力発電所に近い場所で建設を進めます。米国原子力規制委員会は2026年3月、Kemmerer 1の建設を許可しました。非軽水炉の商用原子炉としては、米国で40年以上ぶりの建設承認です。ただし、運転には別の許可が必要です。

蓄熱を使うことで、原子炉を急に動かさず、電力側の需要変動へ対応できます。事業機会は炉本体だけでなく、熱交換、溶融塩、貯槽、制御、石炭火力跡地の転用にも広がります。

蓄熱は熱のままためる仕組みで、電気をためる全固体電池とは役割が違います。どちらも需要の山をずらしますが、設備温度、応答速度、設置場所から使い分けます。

Kairos PowerはGoogleとの契約を実証炉へつないだ

Kairos Powerは、溶融塩を冷却材に使う高温炉を開発しています。Googleとは、2035年までに最大500MWを供給する複数炉の契約を結びました。

最初の電力供給案件であるHermes 2は、2026年4月に着工しました。最大50MWをTVAの系統へ供給し、テネシー州とアラバマ州のGoogleデータセンターを支える計画です。

同社の特徴は、いきなり完成形を建てないことです。非原子力の試験設備、低出力のHermes 1、発電するHermes 2と段階を刻みます。2026年9月には、原子炉空間の縮小模型で、プレキャストコンクリート、遠隔取扱い、保全方法を確認しました。

技術実証と同時に、買い手、系統、次号機を決めています。実証が研究で終わらず、同じ設計の展開へ接続している点が重要です。

X-energyとDowは工場の蒸気需要から高温ガス炉を選んだ

X-energyのXe-100は、1基80MW、4基で320MWの高温ガス炉です。Dowはテキサス州Seadriftの化学工場に導入し、電気と高温蒸気を供給する計画です。

2025年に建設許可を申請し、米国原子力規制委員会は2026年5月、環境影響に重大な問題はないとの評価を示しました。X-energyによると審査は継続中です。

Dowは単なる電力購入者ではありません。工場設計、蒸気需要、操業条件を持つ共同開発者です。どの圧力と温度の蒸気を、どの設備へ、どの停止条件で供給するかを具体化できます。

高温ガス炉は、このように需要家が深く参加すると進みやすくなります。反対に、熱の買い手が決まらないまま炉を選ぶと、強みを生かせません。

工場の脱炭素では、燃料転換だけでなく、回収した二酸化炭素を運び、貯留・利用するCCUSも候補になります。SMR、高温ガス炉、電化、CCUSを、必要温度と操業条件で比較します。

Rolls-Royce SMRは国の調達で三つの初号機を束ねる

英国政府は2025年、Rolls-Royce SMRを優先技術パートナーに選びました。2026年4月には、Great British Energy – Nuclearが同社と契約を結びました。契約の第1段階では、ウェールズのWylfaを想定した設計、規制対応、計画を進めます。

計画は3基で合計1.4GW以上です。最終投資判断の前ですが、国が技術選定と需要の束ね役になります。1基だけの個別最適ではなく、複数基を前提に設計、工場、サプライヤー、人材へ投資します。

SMRの量産効果は、注文が続かなければ生まれません。英国の事例は、政府調達が初期の需要を束ね、供給網へ見通しを与える方法です。

中国のHTR-PMは高温ガス炉を商用運転へ進めた

中国のHTR-PMは、2023年12月に商用運転を始めた高温ガス炉です。二つの原子炉モジュールが一つの蒸気タービンへ熱を送ります。国際原子力機関の資料では、2024年に熱供給も始めたと報告されています。

中国は、先行する実験炉HTR-10、年間30万個の燃料要素をつくる工場、実証炉HTR-PMをつなげました。次のHTR-PM600は、同じ原子炉モジュールを六つ組み合わせる構想です。

この事例から分かるのは、炉の完成だけでは量産にならないことです。燃料工場と主要機器の製造能力を先に用意し、同じモジュールを増やす設計が必要です。

JAEAと三菱重工は950℃の熱を産業用途へつなぐ

日本では、JAEAが茨城県大洗町でHTTRを運転しています。2024年には、原子炉を冷却できない状態を想定した試験を行いました。外部電源や運転員の操作がなくても、出力が自然に低下し、安定することを確認しました。

三菱重工は2023年度、高温ガス炉実証炉の中核企業に選ばれました。同社は約900℃の熱を使う水素製造を含め、実証炉の設計を進めています。

日本の強みは、HTTRで高温運転と安全性の実績があることです。次の課題は、実証炉そのものより、製鉄や化学工場が必要とする熱条件へ接続することです。熱交換器、配管、貯熱、予備熱源、保安管理まで含む共同設計が必要になります。

Centrus EnergyはHALEUの供給不足を事業に変える

Centrus Energyは、米国オハイオ州でHALEUを生産しています。米国エネルギー省によると、2025年6月までに900kgを生産しました。2026年7月には、商用規模への増強を支える9億ドルの契約を米国エネルギー省と締結しました。

先進炉の多くはHALEUを必要としますが、濃縮したウランだけでは燃料になりません。化学形態の転換、燃料粒子やペレットへの加工、被覆、輸送、保管が必要です。

炉の建設が進んでも、初装荷分の燃料がなければ運転できません。燃料は、需要が確実になる前に大型設備へ投資しにくい一方、供給がなければ需要側も投資できない問題を抱えます。政府の買い取り、割り当て、長期契約が市場形成に欠かせません。

Doosan Enerbilityは複数炉型の製造能力を押さえる

韓国のDoosan Enerbilityは、炉そのものの設計会社ではなく、原子力の大型鍛造品や主要機器をつくる企業です。NuScaleへ出資し、製造しやすさの検討から参加しました。さらにX-energyにも出資し、主要機器の供給で協力しています。

2025年12月には、Xe-100を16基分つくるための主要材料の供給予約をX-energyと締結しました。DowやEnergy Northwestの案件を想定しています。

この事例のポイントは、特定の炉型だけに賭けず、原子力品質の製造能力を複数社へ提供していることです。設計が固まる前から製造性を検討し、長納期の鍛造材を予約することで、量産の入口を押さえます。

9事例から見える三つの競争軸

九つの事例を見ると、競争は炉の出力や安全設計だけでは決まりません。三つの軸があります。

一つ目は、同じ設計を繰り返せることです。OPGは最大4基、Rolls-Royce SMRは英国で3基、KairosはGoogle向けの複数炉を前提にしています。初号機の学びを次号機へ移せなければ、工場量産の効果は出ません。

二つ目は、燃料と主要機器を予約できることです。CentrusのHALEU、Doosanの鍛造品のように、炉より前に押さえる必要があるものがあります。予定している運転開始日から逆算し、燃料、圧力容器、熱交換器、制御機器の発注時期を決めます。

三つ目は、買い手が技術開発へ参加していることです。Google、Dow、英国政府が、それぞれの初期需要を支えています。買い手は、将来の電力を予約するだけではありません。必要な出力、温度、停止条件、価格、リスク分担を設計へ持ち込みます。

この三軸を使うと、発表の大きさに惑わされにくくなります。

1. 同じ設計の2基目、3基目があるか
2. 燃料と長納期品の供給契約があるか
3. 電気や熱の買い手が、拘束力のある契約を結んでいるか

三つがそろわない案件は、技術として有望でも、売上時期を慎重に見積もる必要があります。

自社はSMRのどこへ入れるか

近い課題を開き、すでに持つ資産と不足する提携先を確認します。

01　24時間動く電源を必要としている

データセンターや連続操業の設備では、発電方式より供給条件から考えます。

• 必要な電力と増設時期が決まっている
• 系統電力、蓄電池、他電源と比較している
• 20年以上の購入条件を検討できる

02　工場の高温熱を置き換えたい

高温ガス炉は、蒸気の温度、圧力、停止条件が合う場合に候補になります。

• 年間の熱需要を時間帯別に把握している
• 原子炉停止時の予備熱源を決められる
• 配管距離と立地条件を確認できる

03　原子力品質の材料・製造を持つ

既存技術を、炉メーカーの認定と複数基の需要へ接続します。

• 材料証明、溶接、検査記録を追跡できる
• 設計段階から製造性を提案できる
• 初号機だけに依存しない受注計画がある

04　プラント設備を一体で設計できる

原子炉と需要家の間にある、熱交換、配管、貯熱、受変電をまとめます。

• 顧客の負荷と操業条件を測定できる
• 原子力設備との責任境界を決められる
• EPC、電力、需要家との体制を組める

05　保全・センサー・サイバーに強い

複数基を安全に動かすため、監視だけでなく人の判断と復旧を設計します。

• 異常時に人へ渡す条件を定義できる
• 安全系と業務系の接続を制限できる
• 運転データの権利と利用目的を決められる

06　長期投資と不確実性を負えない

専用設備を先に持たず、共同実証、供給予約、転用可能な設備から検討します。

• 許認可と確定発注を分けている
• 設計変更の費用負担を合意できる
• 撤退時に設備を他用途へ転用できる

SMRで狙える四つの参入方法

新規参入企業が原子炉を一から設計するには、長い開発期間、専門人材、許認可、巨額資金が必要です。現実的な入口は、既存資産を供給網の不足へ当てることです。

四つの入口を、自社が提供できる価値、使える資産、組む相手、最初に確かめる条件で比べます。

表を使うときは、最も市場が大きく見える入口ではなく、自社の既存資産で認定期間と顧客開拓を短くできる入口から選びます。次に、四つの参入方法を具体的に見ます。

燃料・特殊材料は長い認定期間を先に買う

高温ガス炉では、TRISOと呼ばれる被覆燃料粒子、原子力用黒鉛、高温ヘリウムに耐える材料が必要です。材料をつくれるだけでは供給者になれません。照射後の性能、ばらつき、追跡可能性を示す必要があります。

素材企業は、量産設備を先に建てるのではなく、研究炉や試験設備で小さなロットを評価し、炉メーカーの認定計画へ入ります。顧客の設計が変わると認定をやり直すため、仕様の凍結条件も契約に含めます。

認定製造は設計変更を減らすところから始める

大型鍛造、熱交換器、ポンプ、弁、配管には、原子力向けの品質保証が必要です。参入企業は、試作品をつくるだけでなく、材料証明、溶接者資格、非破壊検査、製造記録をそろえます。

最大のリスクは、受注後の設計変更です。工場、治具、検査手順をつくった後に寸法や材料が変わると、採算が崩れます。見積もりの前に、凍結済みの設計、変更費用の負担、最低発注基数を確認します。

設備統合は需要家の操業条件を翻訳する

データセンターは電力の安定性、化学工場は蒸気の温度と圧力を重視します。原子炉の仕様を、そのまま顧客へ渡しても事業になりません。

設備統合企業は、顧客の負荷変動を測り、原子炉、蓄電池、貯熱、予備ボイラー、系統電力を組み合わせます。どこまでを原子力設備とし、どこからを需要家設備とするかも決めます。

高温ガス炉では、原子炉が停止したときの熱供給が特に重要です。工場を止められない場合、予備熱源の費用と排出量も含めて評価します。

運転保守は「完全無人」ではなく人の役割を設計する

SMRは小型でも、遠隔で自由に動かせる機械ではありません。運転員、保安、警備、燃料管理、規制報告が必要です。複数基を一つの運転チームで扱えるかは、国の規制と設計によって変わります。

デジタル企業が参入する場合は、異常検知の精度だけでは足りません。誤報が出たとき誰が確認するか、制御へどこまでつなぐか、サイバー攻撃時にどう切り離すか、学習データを誰が持つかを決めます。

収益は、監視ソフトの利用料だけでなく、定期点検、交換部品、訓練、規制記録の作成支援を組み合わせると安定します。

参入前に決める責任分界と見送り条件

SMRは、失敗したときの影響が大きいインフラです。役割分担が曖昧なまま進めると、設計変更、停止、事故対応の費用を押し付け合うことになります。

少なくとも、次の責任を契約前に分けます。

• 設計変更を決め、追加費用を負担する主体
• 燃料が遅れた場合の工程と補償
• 部材の不具合を調べ、交換する主体
• 発電や熱供給が止まった場合の予備供給
• 運転データ、保守データ、改良知見の権利
• 廃棄物、使用済み燃料、廃炉費用の負担
• サイバー攻撃や情報漏えいへの対応

次の条件に当てはまる場合は、参入を急がない方がよいでしょう。

1. 炉型や顧客が変わるたびに、設備を大きく作り直す
2. 初号機の受注だけで専用工場の投資回収を見込んでいる
3. 燃料の量、納期、輸送方法が決まっていない
4. 建設許可と運転許可を同じ確度で扱っている
5. 電気や熱の買い手が、長期契約を結んでいない
6. 設計変更と遅延の費用負担が決まっていない
7. 事故、停止、廃棄物、廃炉の責任を下流企業へ任せている

とくに注意したいのは、将来の基数を前提に先行投資するケースです。量産効果は、複数基が本当に発注されて初めて現れます。覚書、基本合意、供給予約、確定発注を分け、投資額を段階化します。

最初の検討では、炉の市場規模を推計する前に、自社が担う部品やサービスの検収条件を確認します。必要な認定、顧客の支払意思、最小発注量、代替技術との価格差が分かれば、参入、提携、待機、見送りを判断しやすくなります。

SMRに関するよくある質問

SMRを検討するときに生じやすい疑問を、事業判断の観点から短く整理します。

Q. SMRは大型原子炉より必ず安くなりますか？

A. 必ず安くなるわけではありません。1基当たりの初期投資を抑えやすい一方、出力が小さいため、1kW当たりの費用は高くなる可能性があります。同じ設計を複数基つくり、工場と現場の作業を繰り返せるかが重要です。

Q. 小型モジュール炉は日本ですぐ建設できますか？

A. 日本では小型軽水炉向けの規制整備や、具体的な立地、事業者、費用負担の検討が必要です。海外案件で供給網へ参加する道と、国内の制度整備を待つ道を分けて考えます。

Q. 高温ガス炉もSMRに含まれますか？

A. 出力が小さく、モジュール化を想定する高温ガス炉はSMRの一種として扱われます。ただし、すべてのSMRが高温ガス炉ではありません。小型軽水炉、溶融塩炉、高速炉など複数の方式があります。

Q. SMRはデータセンターの電力不足をすぐ解決できますか？

A. 短期の電力不足をすぐ解決する手段ではありません。許認可、建設、燃料、系統接続に年単位の時間がかかります。長期の電力需要を持つ事業者が、実証と初号機のリスクを分担すると進みやすくなります。

Q. 日本企業は炉を開発しなくても参入できますか？

A. 参入できます。燃料、黒鉛、耐熱材料、鍛造、熱交換器、弁、制御、EPC、保全、訓練、サイバー対策などに機会があります。ただし、原子力向けの認定、記録、責任分界を満たす必要があります。

まとめ：SMRは炉型より、繰り返せる事業構造を見る

SMRは、大型原子炉を単に小さくしたものではありません。工場製造、簡素な設備、段階投資を使い、同じ設計を複数基へ広げる考え方です。

国内外の事例は、計画から商用運転まで幅があります。OPGは建設、TerraPowerは建設許可、KairosとGoogleは複数炉契約へ進みました。X-energyとDowは産業熱、英国はRolls-Royce SMRの政府調達に取り組みます。中国のHTR-PMは商用運転の段階です。一方、燃料、主要機器、許認可、買い手がそろわなければ、計画は売上になりません。

新規参入企業にとって、現実的な機会は炉心設計だけではありません。燃料・特殊材料、認定製造、需要家との設備統合、複数基の運転保守にあります。

事業判断では、市場予測より先に、次の三点を確かめます。

1. 同じ設計が2基目、3基目へ続くか
2. 燃料と長納期品を確保できるか
3. 電気や熱の買い手が、リスクを分担するか

SMRで狙うべきは、未来の基数ではなく、次の一基を確実に動かす不足工程です。