原子力システム 研究開発事業 成果報告会資料集
不確実性を考慮した原子力システム研究開発評価法に関する研究
（研究代表者）塩谷洋樹 次世代原子力システム研究開発部門
１．研究開発の背景とねらい
本事業では、FBRサイクルシステム等の次世代原子力システムにおける研究開発と導入効果に影響する不確実性を明確化し、それらの不確実性を国際戦略と併せて考慮できる一連の評価手法を開発する。さらに、上記の評価手法を組合せて、次世代原子力システムの研究開発と導入効果に関する不確実性に対処する手法を提案する。
２．研究開発成果
図１ 不確実性の抽出と分類
（1）不確実性の整理
次世代原子力システムを巡る多様な不確実性とその影響を図1の通り摘出した。次にそれらの不確実性を、原子力システムの経済性（静的システムと動的システムに分類）、その他の原子力システム特性、エネルギー技術、社会環境、国際戦略に分類した。さらに対応する評価手法を表1の通り整理した。
以下では、表1で大きく分類した不確実性と対応する評価手法に関する研究開発成果を順次記載する。
図２ 発電原価への影響
（2）原子力システムの不確実性
研究開発段階に関しては、まず、FaCTプロジェクトで開発中の炉・燃料サイクルの革新技術の研究開発リスクとその経済性への影響を検討・設定した。次に経済性への影響を推定可能な革新技術開発の成否に起因する発電原価への影響を評価した結果を図2に示す（注：発電原価個々の絶対値には大きな意味はない）。その結果、全て代替技術を採用せざるを得なかった場合には、5割程度発電原価が上昇するとの結果が得られた。なお、原子力システムの包括的な特性評価手法を本事業外で開発しており、適宜活用した。
図３ 改良したエネルギー経済モデル
図４ 電源構成（FBR導入量）の代表的な評価結果
（3）エネルギーと社会環境の不確実性
本事業では、世界の経済活動全般の評価に適した一般均衡モデルを動学化し、さらに詳細な資源エネルギー分析に適したエネルギーシステムモデルを、経済性といった原子力システムの特性評価手法と組合せ（図3参照）、エネルギー・社会環境分野の不確実性とFBRサイクル導入時の電源構成や得られる経済影響との関連性を評価した。
1)FBRサイクルとLWRサイクルの経済競争力（FBR及びLWRの経済性、非在来型ウラン資源価格）、2)経済成長率、3)気候変動政策、4)化石燃料価格、及び5)原子力の導入制約に関する不確実性に着目して多数の感度解析を実施した。その結果、1)革新技術を採用できない場合でも、ウラン価格によらずFBRの導入はある程度進み、経済効果も得られた。2)経済成長率の変化は、FBRの導入量と経済効果に直接影響した。3)最近提案されている気候変動政策のように大規模なCO2排出制約が実施される場合は、経済全体への悪影響が生じるが、FBRの導入によりそれらが大きく緩和される結果となった。4)今回の前提条件では、化石資源価格の変化は必ずしも大きな影響を及ぼさなかった。5)原子力の導入が立地問題で制約されたり、負荷追従制約が緩和されたりする場合、それぞれFBR導入量と経済効果に直接反映された。
全体的には、経済競争力のあるFBRサイクルを実用化して、将来大規模に導入されることで、大きな経済効果が得られる見込みとなった（電源構成の代表的な評価結果は、図4参照）。
図５ 評価知識データベースの構造
（4）国際戦略の不確実性
FBRサイクル研究開発における国際戦略上の不確実性を分析するため、ゲーム理論を活用して、次世代原子力システムの研究開発に要する費用と各国が得る便益に基づく分析方法を開発した。
国際協力の目的を、1)FBR開発の効率化と2)国際標準化への寄与、に整理した。前提条件の不確実性が不可避なために分析結果よりも考え方が重要となるが、日本がFBR開発で先行していると想定したとき、各国との共同開発を標準技術に留め、競争力の源泉となる革新技術を独自開発することで大きな便益を生じる可能性が示された（表2参照）。また、FBRを国際協力で開発する場合、理論上は、FBRの実用化によって大きな便益を享受する中国やインドが応分の開発費を負担することが合理的であり、交渉でそのような費用分担案を日本から提案する戦略が考えられる。
（5）研究開発マネジメント手法
上記(2)〜(4)の個別の評価手法開発に加え、一連の評価手法を組合せて研究開発を効率的・効果的に進められるマネジメント手法も検討した。研究開発に大きな影響を及ぼす知見を安価かつ速やかに得る課題から、段階的に開発を進めるべき等の指針が得られた。
関連情報を管理・運用する基盤となる評価知識データベース（仮称：図5参照）を作成し、多様な情報の格納機能及び戦略評価等に用いる入力データの生成機能を整備した。
３．今後の展望
本事業の成果である一連の評価手法を用いて、FBRサイクルの研究開発と実用段階におけるエネルギーと社会環境の不確実性や国際戦略をも考慮した研究開発・導入シナリオ作成や総合的評価を実施する。評価知識データベースは、FaCTの総合評価関連業務全般において活用する。上記により、次世代原子力システムの研究開発の効率的・効果的な進捗に資する予定である。
４．参考文献
[1] Thomas W Hertel et al., Global Trade Analysis: Modeling and applications, Cambridge University Press, 1997.
[2]大澤幸生、「知識マネジメント」、オーム社、2003.
[3]リタ・マグレイス、イアン・マクミラン著、大江建監訳、社内起業研究会訳、「アントレプレナーの戦略思考技術」、ダイヤモンド社、2002.
