マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者グループは、核融合エネルギーの経済的課題について深く研究し、商業的な実現可能性を持たせるためのフレームワークを構築しました。このフレームワークは特定の技術に依存せず、エネルギー市場で競争力のある核融合発電所を構築・運営するために必要な物理的入力を考慮しています。核融合は、汚染がなく、資源が豊富で、コストが低いため、未来のエネルギーの解決策と見なされています。原理的には、星の内部での反応を再現し、高温プラズマ中の水素がヘリウムに融合し、大量の熱を放出し、二酸化炭素排出や放射性廃棄物を副産物として生成しません。
2022年、ローレンスリバモア国立研究所（LLNL）の国家点火施設は、核融合エネルギーの設定で正のエネルギーゲインを達成し、この方法の初めての成功を収めました。政府や民間資本からの資金が絶え間なく流入しており、スタートアップ企業や国立研究所が核融合エネルギーを現実のものにしようと努力しています。しかし、MITの研究者であるデニス・ワイトとアンドリュー・W・ロは、これだけでは核融合エネルギーが商業的に成功するには不十分だと考えています。ワイトはMITの核科学および工学の教授であり、コモンウェルス・フュージョン・システムズの共同創設者でもあり、この会社はMITのスピンオフであり、世界の核融合エネルギー業界で先頭を行っています。
ワイトとロは、オークリッジ国立研究所と提携したコンサルティング会社であるラザフォード・エナジー・ベンチャーズも共同設立し、核融合研究の連盟を構築することに取り組んでいます。
核融合エネルギーの商業的実現可能性は課題に直面
核融合施設を建設する方法はいくつかありますが、ワイトとその同僚は、最終的にはその施設が生み出す収益が建設と運営にかかるコストを上回る必要があると考えています。そうでなければ、持続可能ではありません。これはプラズマを生成し維持するための技術的手法や、炉のサイズとは関係ありません。核融合エネルギーの研究者は通常、実験のコストを意識していますが、ワイトとロは、すべてのコストをできる限り厳密に計算する必要があると提案しています。ワイトは記者会見で次のように説明しました。「これは、資金を探し、配分し、支出する際に関わるすべての要因を見つけることに関係しています。
この技術が世界経済において本当に意味のあるものであることを望むなら、これらの問題について明確な認識を持ち始めなければなりません。」
フレームワークに含まれる10のパラメータは、プラズマQを計算するのに役立つローレソン基準に触発されています。この基準は、生成される融合エネルギーと反応を維持するために必要な外部エネルギーの比率を示します。ローレソン基準は1950年代に提唱され、核融合プラズマの純エネルギー生産を実現するために必要な温度、プラズマ密度、エネルギー拘束の組み合わせを説明しています。ワイトとロが提案したフレームワークは、核融合エネルギーの経済的Qに近く、収入と支出の関係を比較します。このフレームワークに含まれる10のパラメータには、出力密度、融合エネルギー変換効率、コンポーネントの耐久性、コスト、資本に関連する市場パラメータなどのエンジニアリング特性が含まれています。
資金が核融合エネルギーに流入し続ける中、ワイトとロは、その経済的実現可能性を評価する時期が来たと考えています。彼らは、核融合エネルギーが商業的成功を収める過程で不確実性と課題が生じると予想しており、彼らのフレームワークがこれらの作業を定量化するのに役立つと述べています。
ワイトは次のようにまとめました。「定量的に評価できるフレームワークを持っていると、特定の設計決定を下す際の実際の価値がわかります。現在の核融合の発展の瞬間において、これは絶対に重要であり、私たちが欠けているものです。」このフレームワークは『核融合エネルギージャーナル』に発表されました。