TerraPowerの「Natrium」はAIデータセンターの電力問題を解決できるか

AIデータセンターは膨大な電力を必要とする一方、その需要は常に一定とは限らない。AIモデルの学習、ファインチューニング、推論では、大規模なGPUクラスターの稼働状況が短時間で変わり、数秒のうちに数百MW規模の電力変動が生じる可能性もある。18

このため、AI向けの電源には「大量に発電できること」だけでなく、需要の変化に対応できる柔軟性も求められる。米TerraPowerが開発する「Natrium（ナトリウム）」は、まさにこの課題を意識した設計だ。

まず押さえたい点：Natriumは溶融塩冷却炉ではない

Natriumの名称からも分かるように、原子炉の冷却材には液体ナトリウムを使う。原子炉の炉心で発生した熱は、一次系と中間系のナトリウム熱輸送システムを通じて運ばれる。一方、溶融塩は原子炉の冷却材ではなく、別系統の熱エネルギー貯蔵媒体として使われる。

米原子力規制委員会（NRC）の資料では、溶融塩による熱貯蔵と蒸気発生のシステムは、原子炉の出力運転から独立して動作できると説明されている。両者はプラント全体の設計では統合されているが、原子炉そのものを溶融塩で冷却するわけではない。

基本的な運転の流れは次の通りだ。

1. 原子炉は比較的安定した出力で熱を作り続ける。
2. 電力需要が低い時間帯には、その熱の一部を使って溶融塩蓄熱システムを充電する。
3. 需要が高まったときには、蓄えた熱で追加の蒸気を作り、発電量を増やす。

TerraPowerは、これによって原子力発電の高い設備利用率を維持しながら、蓄電池や調整可能な発電設備に近い柔軟性を加えられるとしている。

345MWから500MWへ。ただし、500MWを常時出せるわけではない

Natriumの原子力発電部分は、電気出力345MW（MWe）を想定している。TerraPowerによれば、蓄熱システムを使えば、必要なときにプラント全体の出力を500MWまで、5時間半超にわたって引き上げられる。

ここで注意したいのは、500MWが原子炉の連続的な発電容量ではないことだ。345MWを超える分は、あらかじめ蓄えた熱エネルギーから生まれるため、タンク内の熱量と、それを電力へ変換する設備の能力によって時間が制限される。示された数値から計算すると、蓄熱を再充電するまでに、345MWの基準出力を上回って供給できる追加電力量は、およそ850MWhとなる。

この仕組みは、主に2つの場面で役立つ可能性がある。

• データセンター向け：AIの学習や推論が集中する時間帯に、原子炉を頻繁に出力変更せず、蓄えた熱で一時的な需要増を補う。
• 電力網向け：需要のピーク時間帯へ発電量を振り向けたり、風力・太陽光の出力が落ちる時間帯を支えたりする。

ただし、Natriumは無制限の500MW電源ではない。一定時間だけ使える柔軟性のリソースであり、データセンターに必要な無停電電源装置（UPS）、蓄電池、バックアップ発電機、系統制御など、他の電力インフラを置き換えるものでもない。

AIの急増する電力需要と相性がよい理由

国際エネルギー機関（IEA）によると、世界のデータセンターの電力需要は2025年に17％増加し、AIに特化したデータセンターでは50％増加した。20 IEAは、データセンター全体の電力消費が2030年までに倍増し、AI特化型では同じ期間に3倍になると見込んでいる。21

一方、AIの電力需要は変動が大きい。大規模な学習処理の開始、推論リクエストの急増、GPUクラスターの稼働変更などによって、必要電力が短時間で変わり、予測も難しくなる。18

一般的な原子力発電所は、高い設備利用率で安定運転するほど価値を発揮しやすい。需要に合わせて原子炉の出力を頻繁に下げたり上げたりすれば、高価な発電設備を十分に活用できなくなる可能性がある。

Natriumの発想は、原子炉の熱出力を基本的に維持し、需要への対応を蓄熱システムと蒸気タービン側に担わせることだ。TerraPowerは、これによって原子炉の設備利用率を保ちながら、電力網の状況に応じて供給電力を調整できるとしている。

データセンターの敷地内、あるいは需要家側に近い場所へ設置する「ビハインド・ザ・メーター」型の運用なら、安定したベース電源に加えて、あらかじめ定められた量のピーク電力を確保できる可能性がある。また、風力や太陽光の比率が高い電力網では、再生可能エネルギーの出力が低い時間帯や需要が高い時間帯に、蓄えた原子炉の熱を電力へ変換できる。TerraPowerは、変動型再生可能エネルギーが大きな割合を占める電力網との連携を、Natriumの用途として明確に示している。

最初の計画：ワイオミング州のKemmerer Unit 1

TerraPowerが初めて建設するNatriumは、米ワイオミング州ケマラー近郊の「Kemmerer Unit 1」だ。閉鎖予定の石炭火力発電所に近い場所に建設され、ワイオミング州を含む周辺地域のPacifiCorp（同州ではRocky Mountain Powerの名称で事業を展開）の顧客に電力を供給する計画である。

NRCは2026年3月、このプロジェクトの建設許可を承認した。TerraPowerは同年4月23日、正式な建設開始を発表した。14

ただし、建設許可は運転許可とは異なる。今後、建設、燃料の準備、試運転、さらに燃料装荷と商業運転に向けた規制上の手続きを完了しなければならない。POWER誌が引用した計画では、建設完了日は2031年2月28日とされる一方、別の報道では2030年ごろの運転開始が示されている。いずれも初号機特有の不確実性を伴う目標であり、確定した商業運転日とみなすべきではない。613

この時間差は、AI事業者にとって大きな意味を持つ。データセンター開発は、原子力発電所の建設に通常必要となる年単位の期間より短いスケジュールで電力を求めることがある。IEAも、ガスタービン、変圧器、送電網接続などのエネルギー技術のサプライチェーンが制約になっていると指摘している。21

Natriumが将来的に安定した電力を供給できる可能性はあるが、発電所がまだ許認可を終えて運転していない段階では、目の前の電力不足を解決することはできない。

データセンターの顧客はどこまで決まっているのか

TerraPowerはデータセンター関連の複数の提携を発表している。ただし、それぞれの発表が意味する契約上の確実性は同じではない。

Meta：最大8基の開発合意

2026年1月、TerraPowerとMetaは、米国で最大8基のNatrium原子炉・蓄熱プラントを開発する合意を発表した。TerraPowerによれば、これらのプロジェクトはMetaに最大2.8GWの低炭素ベースロード電力を供給し、蓄熱システムによって総出力を4GWまで高められる可能性がある。初期ユニットの供給開始は早ければ2032年としている。

重要なのは「最大8基」という表現だ。この発表は開発を支援する合意であって、8基すべての立地、許認可、資金調達、建設、Metaのデータセンターへの接続が完了したことを意味しない。初期ユニットの供給時期も、ワイオミング州の実証炉について示されている目標より後だ。

Sabey Data Centers：検討段階の提携

TerraPowerとSabey Data Centersは、既存および将来のデータセンター運用にNatriumを活用する可能性を検討する覚書（MOU）を締結した。MOUは将来の商業関係を探る材料にはなるが、完成済みのプロジェクトや特定の納入日を保証するものではない。

また、データセンター向けとして計画されている別のプロジェクトについて、顧客名はまだ公表されていないと報じられている。したがって、特定のAIデータセンターが現在、Natriumから電力を受けているという事実はなく、その役割は現時点では将来の可能性にとどまる。

ガスタービンや他の原子炉との違い

AI向けの新たな電力容量を確保するうえで、天然ガスは依然として有力な競合候補だ。開発事業者はAI関連の負荷増に対応するためガス火力の増設を検討しており、比較的有利な系統接続コストや、計画が完成する割合の高さが強みになる場合がある。24

その一方で、ガス火力には燃料価格や供給のリスクがあり、発電時には直接的な二酸化炭素排出も生じる。原子力は、運転中の炭素排出を抑えながら安定した電力を供給できる点が異なる。ただし、先進原子炉も、初号機の建設費、工期、許認可、燃料供給、長期的な信頼性を実証しなければならない。

Natriumは、ナトリウム冷却高速炉に大規模な高温溶融塩蓄熱システムを組み合わせるため、技術面でも商業面でも複雑さが増す。原子力の高い稼働率と、調整可能な出力を一体化できる可能性が強みである一方、原子炉と統合蓄熱システムの双方が、商用規模での実績をまだ持っていないことがリスクになる。

Natriumが解決できること、できないこと

Natriumの強みは、バッテリーやガスタービンとまったく同じように動くことではない。AIインフラが求める次の3つの特性を、1つのプラントで組み合わせられる可能性にある。

• 安定したベース電源
• 運転中の炭素排出が少ない電力
• 限定的ながら大きな、調整可能なピーク出力

この組み合わせは、大規模で集中した電力需要を持つデータセンターや、変動型再生可能エネルギーを増やす電力網にとって魅力的になり得る。しかし、蓄熱の持続時間には限りがあり、最初のプラントはまだ建設中だ。顧客候補についても、稼働中の原子炉を持つ確定的な顧客網ではなく、開発合意や検討段階の提携が中心である。

結局のところ、問われているのはNatriumの構想が興味深いかどうかだけではない。TerraPowerが初号機を計画どおりに完成させ、燃料とサプライチェーンを確保し、安定運転を実証し、総合的に競争力のある電力コストを提示できるかどうかだ。

それが実現するまでは、NatriumはAIデータセンターに向けた有望な電力戦略ではあっても、実証済みの選択肢とは言えない。