核融合発電とは？仕組みや日本の現状、メリット・デメリットを簡単に解説

「核融合発電とはどのような仕組みなのか」「実用化はいつか」と疑問に思っていませんか？核融合発電は、太陽のエネルギー発生原理を地上で再現する次世代の技術です。

海水から燃料を確保でき、CO2を排出しないため、脱炭素社会の切り札として期待されています。この記事では、核融合発電の仕組みや原子力発電との違い、期待されるメリットや実用化に向けた課題・デメリット、そして日本の最新の現状までをわかりやすく解説します。

核融合発電とは？実現の可能性や仕組み、種類や日本の現状、原子力発電との違いを簡単に解説

核融合発電とは、太陽をはじめとする恒星が光り輝くエネルギー源である「核融合反応」を地上で人工的に再現し、その莫大なエネルギーを利用して電力を生み出す次世代の発電技術です。政府の戦略などでは『フュージョンエネルギー』とも呼ばれます。

水素の同位体である重水素と三重水素（トリチウム）を燃料とし、これらを1億度以上の超高温状態（プラズマ）にして衝突させることで発生する膨大なエネルギーを利用します。

発電の過程で二酸化炭素を一切排出しないクリーンなエネルギーであることや、燃料となる重水素が海水中にほぼ無尽蔵に存在することから、「究極のエネルギー」として世界中で研究が進められてきました。

近年はAI技術の活用や超伝導技術などの技術革新により、プラズマの制御技術が飛躍的に向上しており、実用化に向けた実現の可能性がかつてないほど高まっています。

核融合発電の方式の種類｜磁場閉じ込め方式（トカマク型・ヘリカル型）と慣性閉じ込め方式

核融合反応を持続的に起こすためには、1億度を超える超高温のプラズマを一定の空間に安定して閉じ込める必要があります。そのための代表的な方式として、主に「磁場閉じ込め方式」と「慣性閉じ込め方式」の2種類が存在します。

磁場閉じ込め方式は、強力な磁場を使ってプラズマを真空の容器内に浮かせて閉じ込める方法です。この方式には、ドーナツ状の容器を用いる「トカマク型」と、ねじれたコイルを用いる「ヘリカル型」があります。

現在、日本も参加する国際熱核融合実験炉（ITER）などで採用されているトカマク型が、世界的に最も研究が進んでいる主流の方式です。

一方の慣性閉じ込め方式は、燃料の入った極小のカプセルに強力なレーザーを照射し、その圧縮によって瞬間的に核融合を起こす方法です。代表的な実験施設が、米国ローレンス・リバモア国立研究所（LLNL）の国立点火施設（NIF）です。

2022年12月5日には、NIFで2.05MJのレーザーエネルギーを燃料カプセルに投入し、3.15MJの核融合エネルギーを得ることに成功しました。これは、レーザーで投入したエネルギーを核融合エネルギーが上回る「核融合点火（イグニッション）」の達成として、大きな成果となっています。

核融合発電と原子力発電の違い｜核融合反応と核分裂反応の違いについて

核融合発電と従来の原子力発電は、どちらも原子の反応を利用して莫大なエネルギーを生み出しますが、その根本的な仕組みは全く異なります。原子力発電は、ウランなどの重い原子核が分裂する「核分裂反応」を利用してエネルギーを取り出します。

これに対し、核融合発電は、軽い原子核同士がくっついて少し重い原子核になる「核融合反応」を利用します。核融合発電は、反応を維持するために常に外部から燃料を供給し、超高温状態を保ち続ける必要があります。

そのため、地震などの災害時や万が一の異常が発生した場合には、燃料の供給を止めるだけでプラズマが冷えて自動的に反応が停止します。暴走事故のリスクが原理的に極めて低く、さらに高レベル放射性廃棄物も発生しないという安全面での大きな違いがあります。

【2026年最新】日本の核融合発電の現状｜フュージョンエネルギー・イノベーション戦略と2030年代の発電実証

現在、日本政府は核融合発電（フュージョンエネルギー）の早期実用化に向けて国家を挙げて大きく舵を切っています。

政府の『日本成長戦略』で官民が重点的に取り組む17の戦略分野にもフュージョンエネルギーが位置づけられており、2026年7月21日には分野ごとの官民投資ロードマップも決定されました。

出典：日本成長戦略本部／日本成長戦略会議｜内閣官房ホームページ

こうした流れの中、2025年6月に改定された内閣府の「フュージョンエネルギー・イノベーション戦略」では、従来の発電実現時期である2050年頃から前倒しし、世界に先駆けて2030年代に発電実証を行うという目標が掲げられました。

このように、現在の日本では、2030年代の発電実証を一つの大きな目標として、フュージョンエネルギーの早期実用化を目指す政策が進められています。

なぜ核融合発電が注目されているのか？脱炭素化と電力需要の拡大に伴う背景を紹介

近年、次世代のエネルギー源として「核融合発電（フュージョンエネルギー）」への期待が世界中で急速に高まっています。長らく「夢の技術」とされてきた核融合ですが、なぜ今になってこれほどまでに注目を集めているのでしょうか。

その背景には、地球規模での環境問題への対応や、現代社会における急激な電力需要の増加、そして国際的な情勢の変化など、複数の要因が複雑に絡み合っています。ここでは、核融合発電が注目されている主な理由と背景について詳しく解説します。

世界的な脱炭素化に向けて持続可能なエネルギーが求められているため

最も大きな理由の一つが、気候変動対策としての「脱炭素化（カーボンニュートラル）」の推進です。2015年に採択されたパリ協定以降、世界各国は温室効果ガスの排出を実質ゼロにする目標を掲げています。

日本においても、2050年までのカーボンニュートラル実現を宣言しており、化石燃料に依存しないクリーンなエネルギーへの転換が急務となっています。現在、再生可能エネルギーである太陽光発電や風力発電の導入が進んでいますが、これらは天候や時間帯によって発電量が大きく変動するという課題を抱えています。

一方で核融合発電は、発電過程で二酸化炭素（CO2）を一切排出しないクリーンなエネルギーでありながら、天候に左右されずベースロード電源として安定した電力供給が可能です。

AIやデータセンターの普及によって電力需要が拡大しているため

近年、急速に発展している生成AI（人工知能）やクラウドサービスの普及により、データセンターの建設が世界中で相次いでいます。これらの施設は膨大なデータを処理・保存するために、サーバーの稼働や冷却装置に莫大な電力を消費します。

デジタル化が加速する現代社会において、電力需要は今後も爆発的に増加していくことが確実視されています。国際エネルギー機関（IEA）の報告書『Energy and AI』（2025年）によると、世界のデータセンターの電力消費量は2030年までに現在の2倍以上に増えると見込まれています。

このような急激な電力需要の増加に対し、既存の発電方法だけでは供給が追いつかなくなる懸念があります。そのため、少量の燃料から莫大なエネルギーを生み出すことができる核融合発電が、未来の巨大な電力需要を支える切り札として強く求められているのです。

エネルギー安全保障の観点から自国での資源確保が重要視されているため

地政学的なリスクの高まりも、核融合発電が注目される重要な背景です。近年、世界情勢の不安定化や紛争の影響により、石油や天然ガスといった化石燃料の価格高騰や供給不足が深刻な問題となりました。

特に日本のようにエネルギー資源の多くを海外からの輸入に依存している国にとって、エネルギー安全保障の強化は国家的な最重要課題です。

核融合発電の主な燃料となる重水素は海水中に豊富に含まれており、リチウムも海水から回収する技術の研究が進められています。

他国の資源や国際情勢に左右されない、真の意味でのエネルギーの自立を達成できる可能性があるため、安全保障の観点からも大きな期待が寄せられています。

核融合発電の実用化に向けた国際的な研究開発が進んでいるため

技術的なブレイクスルーと投資の加速も、注目を集める大きな要因です。かつては国家主導の長期的なプロジェクトが中心でしたが、近年では欧米を中心に多数の民間スタートアップ企業が核融合分野に参入しています。

これにより、民間資金が大量に流入し、AIやスーパーコンピューターを用いた最新技術の導入によって、研究開発のスピードが劇的に向上しています。日本を含む世界35カ国が協力してフランスで建設を進めている「ITER（イーター）計画」のような巨大な国際プロジェクトが進展していることに加え、民間企業の中には2030年代の実用化を目標に掲げる企業も登場しています。

「夢のエネルギー」が「現実のビジネス」として視野に入ってきたことで、世界中の投資家や政府からの注目度がかつてないほど高まっています。

核融合発電を実用化するメリットとは？期待される7つの利点を解説

核融合発電は、将来のエネルギー問題を解決する技術の一つとして、世界各国で研究開発が進められています。核融合反応を利用することで、発電時の二酸化炭素（CO2）排出を抑えながら、大規模かつ安定したエネルギーを生み出せる可能性があります。

また、燃料資源を比較的豊富に確保できることや、再生可能エネルギーとは異なり天候の影響を受けにくいことなど、従来の発電方法にはない特徴もあります。

ここでは、核融合発電が実用化された場合に期待されるメリットについて、脱炭素化、エネルギーの安定供給、燃料資源の確保など7つの観点から詳しく解説します。

発電時のCO2排出量を抑え、脱炭素化に貢献できる

核融合発電は、発電の過程で二酸化炭素（CO2）などの温室効果ガスを一切排出しません。化石燃料を燃焼させる火力発電とは異なり、水素の同位体を用いた核融合反応によってエネルギーを生み出すためです。

世界各国で2050年のカーボンニュートラル達成が目標として掲げられる中、クリーンな次世代エネルギーとしての役割が期待されています。環境負荷を大幅に抑えつつ、持続可能な社会の実現に大きく貢献できる点が最大の魅力です。

海水に含まれる資源を利用でき、燃料を確保しやすい

燃料となる重水素は海水中に豊富に含まれ、資源の偏在が少ないことから、長期的に安定して確保しやすい燃料とされています。

例えば、自然科学研究機構核融合科学研究所によると、3リットルの水と0.3グラムのリチウムがあれば、日本人1人が1年間に使う電気をまかなえるとされています。

特定の地域に資源が偏在しないため、エネルギーの海外依存度が高い日本にとっても、エネルギー安全保障の観点からも有利です。

反応が連鎖的に進まないため、異常時に停止しやすい

核融合反応は、超高温・高密度のプラズマ状態を人工的に維持しなければ発生しません。そのため、燃料の供給を止めたり、装置内に何らかの異常が発生してプラズマの条件が崩れたりすると、自動的に反応が停止する固有の安全性を備えています。

核分裂反応のように連鎖反応が暴走して炉心溶融（メルトダウン）を引き起こすリスクがないため、より安全に運用できる発電方式として注目されています。

放射性廃棄物の発生を抑えられる可能性がある

核融合発電では、ウランやプルトニウムを使用しないため、原子力発電（核分裂）で課題となる高レベル放射性廃棄物が発生しません。

反応の過程で中性子が発生し、炉の構造材が放射化するものの、低放射化材料の開発が進められており、数十年から百年程度で再利用または安全に処理できるレベルまで放射能が減衰するとされています。

超長期にわたる厳重な管理が必要な廃棄物を大幅に減らせることは、環境や次世代への負担を軽減する大きなメリットです。

高いエネルギー効率によって大量の電力を生み出せる

核融合反応によって生み出されるエネルギーは膨大です。わずか1グラムの燃料から、石油約8トン分を燃焼させたときと同等のエネルギーを得ることができます。

この圧倒的なエネルギー密度と効率の高さにより、少量の燃料で大規模なベースロード電源として機能することが期待されています。

天候に左右されにくく、安定したエネルギー供給に役立つ

太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーは、天候や時間帯、季節によって発電量が大きく変動するという課題を抱えています。しかし、核融合発電は燃料さえ供給し続ければ、天候や昼夜を問わず24時間365日安定して電力を供給し続けることが可能です。

ベースロード電源として電力網を支えることができるため、再生可能エネルギーの普及を補完し、社会全体の電力供給を強靭化する重要なピースとなります。

核融合発電に事故の危険性はある？実用化に向けた課題やデメリットを解説

夢の次世代エネルギーとして世界中で期待を集める核融合発電ですが、実用化に向けては技術的、経済的な課題が数多く山積しています。

また、従来の原子力発電（核分裂）とは原理が異なるため安全性は高いとされていますが、全く危険性やデメリットがないわけではありません。ここでは、核融合発電の実現に向けて乗り越えなければならない課題について詳しく解説します。

放射性物質を扱うため、安全性を確保するための対策が必要

核融合発電では、燃料の一部としてトリチウム（三重水素）を使用します。トリチウムは弱い放射線を出す放射性物質であるため、環境への漏洩を防ぐための厳重な管理体制が不可欠です。

核融合反応は条件が崩れると自然に停止するため、原子力発電のような連鎖的な暴走事故（メルトダウン）が起きるリスクは原理的にありませんが、施設の損傷や大規模な自然災害が発生した際に、放射性物質を安全に施設内に閉じ込めるための多重防護システムの構築が求められます。

高温のプラズマを安定して閉じ込める技術の確立が求められる

核融合反応を持続的に起こすには、燃料を1億度以上の超高温プラズマ状態にし、それを一定の空間に長時間閉じ込める必要があります。しかし、超高温のプラズマは非常に不安定な性質を持っており、長時間にわたって安定した状態を維持し続けることは極めて困難です。

現在、強力な磁場を用いてプラズマを制御するトカマク型やヘリカル型などの研究が進められていますが、商業発電の前提となる「連続運転」を実現するための高度な制御技術の確立が、依然として大きな壁となっています。

過酷な環境に長期間耐えられる材料の開発が必要

核融合炉の内部は、1億度を超えるプラズマからの強烈な熱負荷や、核融合反応に伴って発生する強力な高速中性子に常に晒され続けます。このような極めて過酷な環境下でも劣化しにくく、長期間安全に使用できる炉心材料の開発が急務となっています。

現在、量子科学技術研究開発機構（QST）などの研究機関において、中性子による損傷に強い特殊な低放射化フェライト鋼や先端セラミックスなど、新しい材料の研究開発が精力的に進められています。

設備の建設や研究開発に多額の費用がかかる

核融合発電施設は、巨大な超伝導コイルや真空容器、高度な冷却システムなど、最先端の技術を結集した複雑で大規模なシステムです。そのため、施設の建設や維持管理、そして実用化に向けた基礎研究には膨大なコストがかかります。

国際協力によって建設が進められているITER（国際熱核融合実験炉）計画においても、当初の想定を大幅に上回る建設費用と期間が必要となっており、将来的な発電コストをいかに抑え、経済性を確保するかが実用化への高いハードルとなっています。

発電に必要なエネルギーを上回る出力を継続的に確保する必要がある

核融合発電をビジネスとして成立させるためには、プラズマを加熱・維持するために入力するエネルギーよりも、核融合反応によって得られる出力エネルギーを大きく上回る必要があります。

このエネルギーの増倍率（Q値）を飛躍的に高め、純エネルギー利得を継続的かつ安定的に生み出すシステムを構築しなければなりません。

2022年12月には米国の国立点火施設（NIF）が、レーザーで投入したエネルギーを上回る核融合エネルギーを得ることに成功しましたが、装置全体の消費電力を上回る発電を定常的に続けるには、さらなる技術革新が必要です。

商業化には長期的な研究開発と大規模な投資が必要

核融合発電は、基礎研究から実験炉、原型炉、そして最終的な商用炉へと段階を踏んで開発を進める必要があり、実用化までには数十年単位の長い年月を要します。

前述の国家戦略でも示されている通り、国家レベルでの長期的な戦略と支援が不可欠です。近年ではスタートアップ企業への民間投資も活発化していますが、商業化を見据えた継続的な資金調達と、次世代の研究開発を担う専門人材の育成が、業界全体としての重要な課題となっています。

核融合発電の実用化に向けた国内外の動向と今後の展望を解説

核融合発電の実現に向けて、世界各国で研究開発や法整備、民間投資が急速に進んでいます。これまで国際協調で進められてきた基礎研究の段階から、現在は各国が早期の実用化を目指して競い合う国際競争のフェーズへと移行しています。

ここでは、日本と海外における実用化への具体的な動向と今後の展望について解説します。

日本の核融合発電の動向｜ITER計画への参加と発電実証に向けた取り組み

日本は長年、国際協力による核融合研究を牽引してきました。

特に、日本・欧州・米国・ロシア・中国・韓国・インドの7極が参加し、フランスに実験炉を建設するITER（国際熱核融合実験炉）計画においては、高度な技術を要する超伝導コイルなどの主要機器の製造を担当し、中心的な役割を果たしています。

国内では、量子科学技術研究開発機構（QST）と欧州が共同で建設した超伝導トカマク装置『JT-60SA』が2023年に運転を開始し、ITERの運転を支える研究や原型炉に向けた研究が進められています。

さらに近年では、国家戦略として核融合を位置づけ、実用化を加速させる動きが活発化しています。

J-Fusionの設立による国内企業の連携

2024年3月、核融合エネルギーの早期商用化を目的として、一般社団法人フュージョンエネルギー産業協議会（J-Fusion）が設立されました。スタートアップから大手重電メーカー、材料メーカーまで多数の企業や団体が参画し、産官学の知恵と技術を結集する体制が整えられています。

これにより、国内のサプライチェーン構築や、異業種連携による新たな産業創出に向けた動きが本格化しています。

実用化に向けた法制度やルール整備の議論

核融合発電は従来の原子力発電と異なり、高レベル放射性廃棄物が出ず、連鎖反応の暴走が起きないという安全上の特徴があります。

そのため、既存の枠組みとは異なる新たな安全基準や法制度の整備が急務となっています。日本政府は、核融合固有の安全性を踏まえた独自の規制フレームワークの構築を進めており、諸外国とも協調しながら、社会実装に向けた国際的なルールの標準化に向けた議論を深めています。

商業化に向けた発電実証と今後の課題

内閣府が策定したフュージョンエネルギー・イノベーション戦略では、2030年代の発電実証の達成という野心的な目標が掲げられています。この目標に向け、原型炉の開発やスタートアップ支援の強化、技術シーズと産業ニーズのマッチングが進められています。

一方で、長期間にわたる大規模な資金調達や、高温プラズマを安定して制御し続ける材料技術の確立など、商業化に向けて乗り越えるべき工学的な課題も多く残されています。

海外の核融合発電の動向｜アメリカ・中国・EU・イギリスなどの取り組み

海外でも、核融合発電の実用化に向けた覇権争いが激化しています。アメリカでは、政府が民間企業のマイルストーン達成を支援する補助金政策を展開しており、世界の民間核融合投資の半数以上がアメリカのスタートアップに集中しています。

超党派の支持のもと、2030年代のデモ炉稼働を目指し、民間主導での開発が圧倒的なスピードで進んでいます。

中国は核融合を国家の戦略的新興産業と位置づけ、政府主導で巨額の資金を投入しています。ITER計画に参加しつつも独自路線を並行して走らせ、2035年の工学実証炉プロトタイプ建設を目指すなど、トップダウンによる迅速な開発体制が強みです。

イギリスは、政府主導の官民連携により、2040年を目標とする商用核融合炉のプロトタイプ建設（STEP計画）を強力に推進しています。脱炭素化の切り札として、核融合技術を将来のベースロード電源と位置づけ、戦略的な投資を行っています。

また、EUはITER計画のホスト地域として長年研究をリードしてきた強みを活かしつつ、近年ではドイツなどを中心に民間スタートアップによる多額の資金調達も成功しており、官民双方からのアプローチで実用化に向けた技術開発を加速させています。

GX事業は「全体最適」の時代へ！アイ・グリッド・ソリューションズが描く未来のGXソリューション

核融合発電は、太陽などで起きている核融合反応を地上で再現し、その際に生じるエネルギーを利用して発電する次世代のエネルギー技術です。発電時に二酸化炭素（CO2）を排出しないことに加え、燃料資源を比較的豊富に確保できる可能性があることから、カーボンニュートラルの実現やエネルギー安全保障に貢献する技術として世界的に注目されています。

一方で、核融合発電はまだ商用化には至っておらず、安定した核融合反応の実現や発電コスト、設備の開発など、実用化に向けて解決すべき課題も残されています。それでも、各国政府や企業が研究開発や技術投資を進めており、将来のエネルギー供給を支える新たな選択肢として期待が高まっています。

こうした次世代エネルギーの実用化を見据えるうえでは、単に新しい発電技術を導入するだけでなく、太陽光発電などの分散型再生可能エネルギーや蓄電池、需給調整など、既存のエネルギー資源を含めて全体を効率的に活用する視点も重要です。

アイ・グリッド・ソリューションズは、太陽光発電をはじめとする分散型再生可能エネルギーや蓄電池、エネルギーマネジメントなどのGXソリューションを通じて、企業や地域の脱炭素化を支援しています。

核融合発電が実用化されるまでには、まだ時間がかかります。それまでの間、脱炭素とエネルギー安全保障を前に進めるのは、いま導入できる太陽光発電や蓄電池をいかに無駄なく使うかです。アイ・グリッド・ソリューションズは、こうした分散型エネルギーを全体最適で活用する仕組みづくりを通じて、企業や地域の脱炭素化を支援しています。

アイ・グリッド・ソリューションズと始める、グリーンエネルギーが循環する未来「GX City®」

地域の脱炭素化を進めるためには、再生可能エネルギーを導入するだけでなく、地域や施設で生み出したエネルギーをどのように効率よく活用するかが重要です。特に、太陽光発電などの分散型電源は、発電量が天候や時間帯によって変動するため、複数の施設や地域でエネルギーを融通しながら有効活用する仕組みが求められます。

アイ・グリッド・ソリューションズが目指す「GX City®」は、商業施設や自治体などの屋根上を活用した太陽光発電をはじめとする分散型電源を起点に、地域で生み出したグリーンエネルギーを地域内で効率的に活用し、エネルギーが循環する仕組みを構築するGXソリューションです。

エネルギーの「つくる・ためる・使う」を一体的に捉え、複数の施設や地域を連携させることで、個々の施設だけではなく、地域全体でエネルギーを有効活用する「全体最適」を目指します。

核融合発電は、将来のエネルギー供給を支える可能性のある技術の一つとして期待されており、今後エネルギー源の選択肢がさらに広がる可能性があります。

こうした将来を見据えると、特定の発電方法だけに依存するのではなく、さまざまなエネルギー源をどのように組み合わせ、地域や施設単位で効率的に活用していくかが重要になります。GX City®は、地域で「つくる・ためる・使う」仕組みを連携させ、エネルギー資源を地域全体で有効活用する「全体最適」の考え方を通じて、持続可能な地域づくりと脱炭素社会の実現を目指しています。

AI・IoTで実現する、「R.E.A.L. New Energy Platform®」による全体最適

再生可能エネルギーの導入が広がる一方、施設ごとに電力需要や発電量が異なるため、地域や複数の施設に分散するエネルギーを効率的に活用するには、それぞれの状況を把握しながら全体を管理する仕組みが重要になります。

アイ・グリッド・ソリューションズが提供する「R.E.A.L. New Energy Platform®」は、AI・IoTを活用し、太陽光発電などの発電設備や蓄電池、施設ごとの電力需要などの情報を連携させ、エネルギーを効率的に活用するためのプラットフォームです。

発電量や電力需要などの情報をリアルタイムで把握し、地域や施設を横断してエネルギーの需給状況を捉えることで、分散するエネルギーリソースの有効活用を支援します。

今後は、再生可能エネルギーの導入拡大に加えて、核融合発電をはじめとする新たなエネルギー源の研究・開発も進められています。将来的に利用できるエネルギー源が多様化していくなかでは、「どのようなエネルギーをつくるか」だけでなく、「つくられたエネルギーをどのように管理し、需要に応じて効率的に配分するか」という視点も重要になります。

そのためには、発電設備や蓄電池、電力を消費する施設などを個別に管理するのではなく、それぞれの情報をAI・IoTによってつなぎ、エネルギーの需給状況を地域や施設全体で把握することが求められます。

R.E.A.L. New Energy Platform®は、こうしたデータ連携を通じて、さまざまなエネルギーリソースを横断的に捉え、地域や施設全体で効率よく活用する「全体最適」の考え方を支えます。

エネルギー源が多様化する将来においては、発電そのものの技術だけでなく、異なるエネルギーをどのようにつなぎ、需要に応じて最適に活用するかが重要になります。AI・IoTによる情報連携とエネルギーマネジメントは、こうした複雑化するエネルギー需給に対応し、持続可能なエネルギー社会を支える基盤の一つになると考えられます。

アイ・グリッド・ソリューションズのGXソリューションはこちらからご覧ください。