猛暑で原子炉を冷やせない! 地球温暖化の影響が原発の稼働にも及び始めた

気候変動の影響が原子力発電所の稼働にまで及び始めている。特に欧州では原子炉の稼働に必要な冷たい冷却水を確保できず、稼働を停止せざるをえないことが増えたのだ。こうしたなか、温暖化を見据えた原発の技術的な進化も求められている。
猛暑で原子炉を冷やせない! 地球温暖化の影響が原発の稼働にも及び始めた
PHOTOGRAPH: LOIC VENANCE/AFP/AFLO

スイスアルプスの氷河の雪解け水が集まってローヌ川となり、やがて世界でも工業化が進んだ水路へと姿を変える。南仏から地中海沿岸へと流れるローヌ川の冷たい水はボイラーに送られ、冷却液としてパイプを通り、最後は農業用水として使われるのだ。

そして多くは原子炉へと向かう。1970年代以降、ローヌ川とその支流はフランスの原子力エネルギーの約4分の1を支えている。

だが、ここ数週間の状況は違った。熱波が西ヨーロッパに長くとどまった影響で、数百人が犠牲となる激しい山火事が発生したのである。

そして干ばつですでに川の水位が下がっていたこともあり、ローヌ川の水温は役目を果たすには高くなりすぎていた。水生生物が死んでしまうほど熱い水はさらに下流へと流して冷やさない限り、原子炉の冷却に使うことは不可能なのである。

こうして、フランス電力(EDF)がローヌ川と、南部にある第2の主要河川のガロンヌ川沿いにある原子力発電所の稼働を停止したのは数週間前のことだった。これはもはや珍しいことではない。18年と19年にも、干ばつと暑さで同じように停止している。

このような夏期の発電量の減少と故障やメンテナンスで稼働しなかった原子炉があったことで、フランスの原子力発電所の発電量は50%近くも減少した。

気候変動の影響を受ける原子力発電

気候変動に対抗する上で有効な炭素排出量の少ない発電方法として、原子力は最も安定的に発電できる方法と考えられている。風力や太陽光発電などは天候の影響を受けやすい。それらが天気に恵まれず発電できないときの援軍として呼ばれるのが原子力発電なのだ。とはいえ、原子力も独自の気候変動リスクを抱えている。

水が多すぎる、少なすぎるといったことが問題になるのは、主に水力発電だ。特に米西部のような乾燥した地域では、水力発電の発電量の維持に苦労している。ところが、スウェーデンの歴史家のペール・ヘグセリウスによると、現在の原子力工学で焦点となっている問題は原子をどう分割するかではなく、大量の水をどう管理するかなのである。

原子力発電の技術者は発電の仕組みについて、とても複雑な方法で水を沸騰させ、タービンを回す蒸気をつくりだしていると説明する。だが、それよりも大量の水が原子炉の冷却には必要になる。原子力発電所の多くが海辺やローヌ川のような大きな川沿いにあるのは、こうした理由からだ。

大きな工場のほか、石炭やガスを使う発電所などの施設も、川の水温が上昇した影響を受けている。だが、原子力発電所は巨大であり、フランスのような場所では電力供給を維持する上で中心的な役割を担っていることから、特異な状況に置かれている。

また、原子力発電所が直面している気候の問題は、温暖化と川の水位の上昇だけではない。沿岸部では海面上昇と、頻繁に発生するようになった激しい暴風雨が相まって、洪水のリスクが高まっているのだ。さらに科学者たちは、藻類の増殖やクラゲの爆発的な繁殖などで水道管が詰まるといった、意外な問題の存在についても指摘している。

原子力発電所はずっと先までもつようにつくられており、寿命は半世紀以上にもなる。多くの原子力発電所は1970年代、80年代につくられたものが多い。つまり、それらの多くは当局が将来的に直面する気候変動の脅威に対応する規制を定める前に建設されたのだと、リーズ大学の研究者のナタリー・コピツコは指摘する。

コピツコは原子力発電所の規制が気候変動を考慮したものになっているかどうか調べるために、原子力規制の枠組みについて調べている。「気候変動について何も書かれていないのを見て怖くなりました」と、コピツコは言う。気候に関する記述があっても、現在の気象パターンが将来にわたって継続すると想定している内容だったというのだ。

高まる安全性への懸念

気候変動に関する現時点での懸念の一部は、安全性に関するものである。原子力産業はこの対応のために動き出している。2011年に日本で起きた東日本大震災による原発事故のあと、米原子力規制委員会(NRC)は、既存の原子力発電所が暴風雨や海面上昇などの気候変動の脅威に対抗できるよう、新しい規制の草案を作成した。

その過程で、厳しい天候下では浸水の被害に遭う可能性がある数十の施設を特定している。だが、この計画の大部分は19年になると、共和党主導の活動により頓挫してしまった。発生する確率が低い事象のために原子力産業がこうした対策を取り入れることは、コストが高すぎるという主張である(「この決定はナンセンスだ」と、民主党が任命したコミッショナーのジェフ・バランは意義を唱えていた)。

原子力産業と環境保護団体とでは、既存の規制が最新の科学、特に海面上昇のリスクについて考慮したものになっているのかという点において意見が割れている。

「原子力発電所の安全対策には十分に余裕をもたせています」と、米国の業界団体「Nuclear Energy Institute(NEI)」の最高原子力責任者を務めるダグ・トゥルーは主張する。また電力会社は、気候リスクのモデルを定期的に更新し、異常気象から施設を守るためにすでに大規模な対策を講じているという。

一方で、欧州や米国の規制当局が、気候変動に対抗するために原子力発電所の寿命を延ばすことを検討していることから、気候の脅威が再びオープンに議論されるようになっている。NRCが南フロリダにあるターキーポイント原子力発電所をはじめ、いくつかの原子炉の稼働期間を20年延長することを承認したのは19年のことだった。

環境保護団体は、この計画を阻止しようと意義を申し立てている。猛烈なハリケーンの発生と海面上昇が組み合わされば、規制当局が十分に考慮していないかたちで低地にある原発に被害が及ぶと主張したのだ。

これを受けてNRCは、ターキーポイント原子力発電所の稼働期間の延長を22年2月に取り消し、ほかの発電所についてはより広範な環境審査を実施するまで判断を保留するという。

加速する気候変動と原発への影響

現時点では、水温の上昇が原発の発電量の減少の主な原因となっている。ローヌ川やガロンヌ川だけでなく、米国のテネシー川や多くの原発がある沿岸部の海でも水温は上昇しているのだ。

北欧の原子力発電所でも、海水温が高くなりすぎて炉心を安全に冷却できなくなり、操業の一時停止や減産を余儀なくされたことがある。米国のコネティカット州にあるミルストン原子力発電所では、暑い夏の日は冷却水の温度の上限が一定レベルになるまで、過去10年にわたって規制当局が何度も操業を停止していた。

猛暑や暴風雨による停電は比較的少ないことから、気候変動による混乱がエネルギー生産に与えている影響は小さい。EDFでの影響は年間生産量の1%未満だ。しかし、気温が上昇し続ければ、その影響も大きくなる。

スタンフォード大学の研究者が科学誌『Nature Energy』に21年夏に発表した論文では、2010年代の暑さによる停電の回数が1990年代の8倍に増えたことが明らかになっている。また、温暖化が原子炉の冷却システムに与える影響について調べた11年の研究では、EDFの科学者は2050年までにローヌ地方の気温が3℃上昇すると予測し、熱波で発電所を停止する頻度が上がる可能性を示している。

しかも、このような混乱はエネルギー需要が高まる夏の猛暑のような重要な時期に起きる可能性が高い。フランスは原子力発電で国内の電力需要の80%をまかなっているが、現時点での発電所の停止はタイミングが非常に悪い。ロシアによるウクライナへの侵攻によってガスと石油が不足しており、欧州はエネルギーの備蓄を強化しようと奔走しているのだ。

気候変動を考慮した「新しい原子炉」が必要に

こうした状況において、既存の設備を適応させることは難しいと、Callendarの最高経営責任者(CEO)のティボー・ラコンデは言う。Callendarはパリを拠点に気候変動リスクについて企業に助言するスタートアップだ。ラコンデによると、すでに建設された施設を移動させることは不可能で、発電所全体をリニューアルするには費用がかかりすぎる。

より深く冷たい水を利用できるようパイプの設計を見直したり、使う水の量を減らすために最新の熱交換システムを追加したりすることはできる。実際、2003年の記録的な猛暑のあと、多くのフランスの発電所でそのような対策がなされた。しかし、それには通常は多大なコストがかかり、効率化の効果は小さいとラコンデは説明する。

そうなれば、ゼロからつくった方が簡単だ。「新しい発電所の建設で重要な点は、発電所の寿命が尽きる2080年や2100年までの気候変動の影響を考慮したものがつくれるかということです」と、ラコンデは説明する。

フランスのマクロン大統領は、このほど新世代の原子力発電所について発表した。しかし、そのほとんどが沿岸部に建設されるのだとラコンデは指摘する。

だが、スペインやアラブ首長国連邦のような暑い気候の地域でも、原子力発電は問題なく機能しているとラコンデは言う。「適応することは可能だと思います」

米国ではアリゾナ州のパロベルデ発電所が砂漠にある唯一の原子力施設だ。ここでは川や海の水の代わりに都市の廃水を利用する。だが、多くの産業が限られた資源を巡って競争していることから、コストの上昇が問題となっている。

これに対してNEIのダグ・トゥルーは、提案されている新世代の小型原子炉に期待していると語る。こうした小型原子炉のなかには溶融塩や空気冷却を使い、近くに水源があることを重視しない技術もあるのだ。

とはいえ、フランスの規制当局は今年の夏は長くなると予想している。暑さが過ぎても水位の低い状態が続けば、数週間から数カ月にわたって電力の供給が減る可能性があるという。

このまま水位が下がり続ければ、フランスでは今後の数カ月さらに電力の供給を減らさざるをえなくなる。そして頼みの綱は大量の冷たい雨だけになると、EDFは説明している。

WIRED US/Translation by Nozomi Okuma)

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