原子力発電市場の規模、シェア、トレンド分析レポート：用途別（エネルギー、防衛、その他）、原子炉タイプ別（加圧水型原子炉および加圧重水型原子炉、沸騰水型原子炉、高温ガス冷却炉、液体金属高速増殖炉、その他の原子炉タイプ）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東およびアフリカ、ラテンアメリカ）予測、2024～2032年

原子力発電市場の成長要因

クリーンエネルギーへのニーズの高まり

炭素排出量の増加は世界に害を及ぼしており、その結果、世界各国は炭素排出量の削減に取り組み始めています。国連気候変動枠組条約に基づくパリ協定は、炭素排出量を削減するために2016年に署名されました。この協定は、資金調達、適応、温室効果ガス排出量の削減を網羅しています。気候変動の危険な影響を軽減するためには、世界の温室効果ガス（GHG）排出量を大幅に削減する必要があります。化石燃料発電所による発電は正味炭素排出量のかなりの部分を占めているため、原子力発電所の需要は炭素排出量の増加を抑制すると予想されています。

抑制要因

再生可能エネルギー資源からの激しい競争

世界中で再生可能エネルギーの成長が爆発的に進んでいます。その結果、いくつかの地域では原子力発電産業へのFDIや投資が減少しています。2020年末までに、原子力発電設備の総設置容量は2000年以降約40GW、つまり年間2.1GW増加し、約392.61GWに達しました。原子力発電と比較すると、700GWを超える風力また、2000年以降、700ギガワットの太陽光発電容量が追加された。

複雑で大規模な集中型原子力発電施設と比較して、シンプルで分散型の技術はより迅速に導入できる可能性があり、これも再生可能エネルギー容量の開発に貢献する要因の一つである。中国は世界の原子力発電市場において圧倒的なリーダーであるにもかかわらず、2020年に電力網に追加された原子力発電容量は約2.01GWにとどまった。一方、同時期に約136GWの新たな再生可能エネルギー容量が稼働を開始した。

市場機会

寿命延長と積極的な政策を備えた植物

各国で、原子力発電所の長期運転および老朽化管理プログラムが実施される原子炉が増加している。これは、原子炉の寿命を当初の想定を超えて延長することに貢献し、多くの国で有益な政策に支えられた継続的、安全かつ持続可能な運転を保証するものである。経済協力開発機構（OECD）加盟国では、原子力発電所の寿命延長は一般的になっている。ほとんどの事業者は、運転延長許可を申請する際に、技術革新、安全性の向上、燃料性能、特性変更、燃料交換スケジュール、リードタイムなどを準備する。

ほとんどの原子力発電所は当初、25～40年の運転期間を想定していたが、技術分析の結果、運転期間を延長することが可能となった。米国では85基以上の原子炉が原子力規制委員会（NRC）から運転許可の更新を受け、2016年末までに運転期間が40年から60年に延長された。フランスのエネルギー政策も変更され、既存の原子炉の運転期間を40年以上に延長するとともに、電力構成における原子力発電の削減目標を一部延長することになった。

原子力発電市場のセグメンテーション分析

申請により

エネルギー分野は市場への主要な貢献者であり、予測期間中に年平均成長率（CAGR）2.90%で成長すると予測されています。原子力エネルギーとは、原子核を構成する陽子と中性子から放出されるエネルギーのことです。原子核は分裂して核分裂を起こしたり、融合して核融合を起こしたりします。核融合技術はまだ研究開発段階にありますが、核分裂は現在発電に利用されています。今後数年間で、世界の都市化は人口増加と経済成長に伴い加速すると予想されています。

防衛分野において、原子力発電は、燃料補給なしで長期間海上にとどまる潜水艦の推進や海軍艦艇に最も適している。陸軍原子力発電計画（ANPP）は、遠隔地や一般的にアクセス困難な場所で電力と暖房を供給するために、小型の加圧水型原子炉と沸騰水型原子炉を開発することを目的として、1954年に原子力委員会と米国陸軍工兵隊によって設立された。最初の原子力潜水艦であるUSSノーチラスは、1955年に進水した。1960年代には、ノーチラスは単一の加圧水型原子炉を搭載した潜水艦や、ウェスティングハウス社製原子炉8基を搭載した航空母艦USSエンタープライズの開発への道を開いた。

原子炉の種類別

加圧水型原子炉（PWR）セグメントは市場への主要な貢献者であり、予測期間中に年平均成長率（CAGR）3.05%で成長すると予測されています。世界で最も頻繁に使用されている原子炉設計は加圧水型原子炉（PWR）です。PWRでは、高圧水が炉心に送られ、炉心が放出するエネルギーによって加熱されます。原子核分裂によって熱が放出され、それが蒸気の生成に使用されます。中央タービンユニットは、冷却水と減速水の間での熱交換によって生成された蒸気を使用してタービン発電機を回転させ、発電します。蒸気は蒸気発生器で収集され、中央タービンユニットに送られます。

CANDU（カナダ重水素ウラン）原子炉は、加圧重水炉（PHWR）の別名です。この種の原子炉は、1950年代からカナダで開発されてきました。IAEAは、2020年12月時点で、合計正味容量23.9GWのPHWR原子炉が48基稼働しており、そのほとんどがカナダにあると推定しています。PHWRは通常、天然に存在する未強化の酸化ウランを燃料として燃焼するため、冷却材としてより効率的な重水が必要となります。重水は、燃料濃縮設備なしで原子炉を運転することを可能にし、中性子経済性を向上させることで、原子炉が代替燃料サイクルを使用することを可能にします。PWR原子力施設とは異なり、PHWRの設計では薄肉の圧力管が求められます。これにより、圧力境界を広げ、直径の小さい圧力管をほとんど使用せずに済みます。

発電を行う原子炉のもう一つの形態は沸騰水型原子炉（BWR）です。加圧水型原子炉（PWR）に次いで、世界で2番目に大きな市場シェアを占めています。軽水を用いて蒸気を発生させるPWRと似ていますが、その違いは蒸気発生器の仕組みにあります。BWRでは、炉心で水を直接加熱して蒸気を発生させます。水蒸気分離器で蒸気をろ過してからタービンに送り、発電に利用します。新たに発生した蒸気は復水器に送られ、PWRと同様に水に凝縮されます。複数のポンプの助けを借りて、再生された水は復水器から汲み出され、加熱されてから炉心に戻されます。ディーゼル発電機電力網の障害発生時に電動ポンプを稼働させる。

ウランを燃料、黒鉛を減速材、ヘリウムガスを冷却材として使用する原子炉は、高温ガス冷却炉として知られています。この原子炉はエネルギーを生成し、最大熱出力は 950 °C です。これらは、特に英国で広く商業利用されてきた以前の世代のガス冷却炉のより近代的な変種です。稼働中の 15 基の GCR 原子炉のうち 14 基と約 7725 MW の正味容量を持つ英国は、2020 年 12 月時点で GCR の最大の市場でした。国内の原子力エネルギーの大部分は、EDF Energy の第 2 世代の英国ガス冷却炉の一部である 7 基の AGR 発電所、または先進ガス冷却炉によって生産されており、二酸化炭素を二酸化炭素冷却材、黒鉛を中性子減速材として使用しています。

液体金属高速増殖炉（LMFBR）では、冷却材としてナトリウム、ナトリウムカリウム合金、水銀、鉛、鉛ビスマス、スズなどのさまざまな液体金属が使用されます。これらの冷却材を使用することで、ウラン資源をより効率的に利用して発電することができます。LMFBRは、他のすべての従来型原子力発電所とは異なり、核分裂を起こさないが99.3%天然ウランを含むウラン238を使用します。中性子吸収を利用することで、ウラン238からプルトニウム239を生成することができます。LMFBRの際立った特徴の1つは、エネルギーを生産する際に消費するよりも多くの核分裂性物質を生成することです。原子炉の5つの主要部分は、原子炉炉心、熱交換器原子炉は、蒸気発生器、蒸気タービン、復水器から構成されています。原子炉の炉心を構成するプルトニウムとウラン酸化物の混合物は、熱と放射線を放出します。発生した熱は液体ナトリウムによって吸収され、その熱は水加熱の前に2番目のナトリウムループを温めるために使用されます。発生した蒸気によって蒸気発生器が作動します。

地域別分析

北米：成長率3.00％で圧倒的なシェアを誇る地域

北米は最も重要な主要貢献国であり、予測期間中に年平均成長率 (CAGR) 3.00% で成長すると予想されています。北米では原子力エネルギーが主要な焦点となっています。米国とカナダは、小型モジュール式原子炉の可能性について研究しながら、原子力発電所の寿命延長に注力しています。2021 年 11 月現在、米国は世界最大の原子力発電原子炉群を運営しており、約 30 州に 93 基の原子炉が分散し、総容量は 95.5 GW です。2020 年に世界の原子力発電量の 31% 以上を占める米国は、世界最大の原子力発電国の 1 つです。2020 年に米国の原子炉は 790 TWh の電力を発電し、2019 年に発電した量からわずか 2.3% 減少しました。

2020年、ヨーロッパでは原子力エネルギーがエネルギーミックスの22%以上を占め、最も重要なエネルギー源の一つとなりました。しかし、今後数年間で、ドイツ、フランス、スペインなどの主要国の政府は、一部の原子力発電所の廃止を目指しています。原子力発電所の稼働期間は通常30年から40年です。ヨーロッパの原子炉の多くはこの年齢に近づいており、1960年代から1970年代に建設されたものが大半を占めるため、改修や寿命延長が必要となります。ヨーロッパの原子力発電市場では、新規設備容量の導入が若干減少すると予想されています。さらに、水不足や再生可能エネルギー分野への投資といった問題も、原子力産業の制約要因となることが見込まれています。

中国は2021年までに世界で最も大規模な新規原子力発電計画を実施する予定だ。堅調なプロジェクトパイプラインにより、中国の原子力発電市場の見通しが改善されると見込まれている。同市場は、2011年の日本の福島原発事故を受けて政府が計画の見直しが完了するまで原子炉の認可を停止したため、これまで規制上の課題に直面してきた。中国は最先端の技術と厳格な基準を用いて原子力発電施設を開発している。設計から建設、運転、廃炉に至るまで、原子力発電所のライフサイクルのあらゆる段階を厳密に管理している。2021年12月時点で、中国には52基の原子炉が稼働しており、総発電容量は49.77ギガワットである。

1960年代にブラジルとアルゼンチンの政権が原子力発電の推進を重視する形で発足したとき、南米で初めて原子力エネルギープロジェクトが注目されました。今後数年間で両国が追加の原子炉を建設するという目標を掲げているため、この地域の原子力発電市場は成長すると予想されています。ブラジルでは、脱炭素化への意欲の高まりとエネルギー需要の急増により、原子力発電が緩やかに増加すると予想されています。ブラジルには2基の原子炉があり、2021年8月時点で国内の電力の約3%を生産しています。1982年に最初の原子力発電炉が商業目的で運転を開始しました。エレクトロブラスとウェスチングハウスは2020年2月に協力し、最初の原子力発電所であるアングラ1号機の運転寿命を40年から60年に延長しました。