株式会社TIMEWELLの濱本です。
無尽蔵でクリーンなエネルギー源として期待される核融合発電。その実現に向けて、米国のスタートアップ企業Zap Energyが大きな一歩を踏み出しています。同社は独自のアプローチであるZ-ピンチ方式により、コンパクトかつ低コストな核融合炉の開発を進めており、2024年10月には1億3000万ドル（約2000億円）の資金調達にも成功しました。この記事では、Zap Energyの革新的な技術と事業戦略について詳しく解説していきます。
Zピンチ方式：シンプルかつ効率的な核融合の実現に向けて 核融合発電プラントに向けた重要なマイルストーン 資本効率の高さと事業戦略で勝負するZap Energy まとめ Zピンチ方式：シンプルかつ効率的な核融合の実現に向けて
Zap Energyが採用しているZピンチ方式は、プラズマを磁場で圧縮する手法の一種です。この方式では、円柱状のプラズマに強力な電流を流すことで、プラズマ自身が生み出す磁場によって圧縮が起こります。Zピンチ方式は1900年代初頭から知られていましたが、プラズマが不安定になりやすいという課題がありました。
Zap Energyは、プラズマの流れを制御する「シアフロー安定化」という技術を用いることで、この課題を克服しました。シアフロー安定化により、プラズマは安定的に圧縮され、核融合反応を長時間維持することが可能になります。この技術のおかげで、Zapエネルギーは大規模で複雑な装置を必要とせず、コンパクトかつ低コストな核融合炉の開発に成功しているのです。
Zピンチ方式のメリットは、そのシンプルさと拡張性にあります。Zap Energyの核融合炉は、わずか数メートルの大きさで、数百万ドルの予算で製造可能です。これは、数十億ドルを投じて建設される大型の核融合実験炉とは対照的です。また、電流を増やすことで核融合出力を飛躍的に高められるため、将来的な出力拡大にも対応できます。
核融合発電プラントに向けた重要なマイルストーン
Zap Energyは、2024年10月に「Century」と呼ばれる新たな実験装置を発表しました。Centuryは、核融合炉の心臓部となるコアに加えて、以下のような発電プラントに不可欠な要素技術を統合した装置です。
・反復パルス電源
・プラズマに面した循環液体金属壁（液体ブランケット）
・電極損傷を緩和する技術（耐久性電極）
これらの技術を組み合わせることで、Centryは10秒ごとにプラズマを生成し、安定的な核融合反応を実現します。また、液体ブランケットを用いて中性子を効率的に熱へ変換し、蒸気タービンを駆動して発電を行います。
Centryは、将来の核融合発電プラントに必要な要素と技術を、コンパクトな装置に集約したマイルストーンと言えます。Zap Energyは、Centryで得られた知見を基に、商用規模の発電プラントの設計と建設を進めていく計画です。同社は、今後最初の商用プラントを稼働させることを目指しています。
資本効率の高さと事業戦略で勝負するZap Energy
Zap Energyの強みは、資本効率の高さにあります。同社は、これまでに約3億ドルの資金を調達していますが、これは他の核融合関連企業と比べて非常に少ない額です。Zap Energyは、シンプルな装置設計と迅速な開発サイクルにより、限られた資金で大きな成果を上げています。
また、同社は核融合モジュールを工場で量産し、発電プラントに組み込むという事業戦略を採用しています。この戦略により、発電プラントの建設コストを大幅に削減できています。Zap Energyは、数十億ドル規模の資金を投じて大型の発電プラントを1基ずつ建設するのではなく、標準化された核融合モジュールを量産することで、発電コストを低く抑えることを目指しています。
Zap Energyの創業者兼CEOであるBenj Conway氏は、「核融合発電の実現には、プラズマ物理学だけでなく、システムエンジニアリングが不可欠です」と述べています。同社は、核融合炉の開発と並行して、発電プラントの設計や量産技術の確立にも注力しており、この点が他社との差別化につながっています。
まとめ
Zap Energyは、Zピンチ方式による革新的な核融合技術と、資本効率の高い事業戦略により、核融合発電の実用化に向けて着実に前進しています。同社のアプローチは、大型の実験炉に依存せず、コンパクトかつ低コストな装置で核融合を実現する点に特徴があります。また、核融合モジュールの量産により、発電コストの大幅な削減を目指しています。
Zap Energyの取り組みは、エネルギー業界に大きな変革をもたらす可能性を秘めています。同社の技術が確立されれば、安価で豊富なクリーンエネルギーを世界中に供給できるようになるでしょう。気候変動対策とエネルギー安全保障の両面で、核融合発電への期待が高まる中、Zap Energyの挑戦に注目が集まっています。