Globale Marktgröße, Prognose und Trendhighlights für 2025–2037
Kernfusionsmarkt betrug im Jahr 2024 331,6 Milliarden US-Dollar und wird bis Ende 2037 schätzungsweise 633,8 Milliarden US-Dollar erreichen, was einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 5,1 % im Prognosezeitraum, d. h. 2025–2037, entspricht. Im Jahr 2025 wird die Industriegröße der Kernfusion auf 345,13 Milliarden US-Dollar geschätzt.
Der Kernfusionsmarkt verzeichnet ein rasantes Wachstum, angetrieben durch technologische Fortschritte, zunehmende private Investitionen und die wachsende Weltbevölkerung. Allerdings ist das bestehende Energiesystem ökologisch nicht nachhaltig, wirtschaftlich instabil und trägt zur globalen Unsicherheit bei. Um dieser steigenden Nachfrage gerecht zu werden, ist ein Übergang zu einer sauberen, erschwinglichen und reichlich vorhandenen Energiequelle unerlässlich und erfordert einen Durchbruch in der sauberen Energietechnologie.
Darüber hinaus sind in Südfrankreich bahnbrechende Projekte wie der Internationale Thermonukleare Experimentalreaktor (ITER) im Bau. ITER ist der weltweit größte Tokamak, ein magnetisches Fusionsgerät, das die Machbarkeit der Kernfusion als groß angelegte und kohlenstofffreie Energiequelle beweisen soll. Durch das Einschließen und Erhitzen von Plasma in einem Magnetfeld will ITER einen Nettoenergiegewinn aus der Kernfusion erzielen und so den Weg für zukünftige Fusionskraftwerke ebnen. Dieses ITER-Projekt bringt 35 Nationen zusammen, darunter China, die Europäische Union, Indien, Japan, Korea, Russland und die USA, um gemeinsam die Fusionswissenschaft und Reaktortechnologie voranzutreiben.
Andererseits haben private Initiativen wie TAE Technologies, ein in Kalifornien ansässiges Unternehmen, beträchtliche private Mittel in Höhe von insgesamt rund 1,2 Milliarden US-Dollar für die Entwicklung der Fusionstechnologie gesichert. TAE konzentriert sich auf fortschrittliche strahlgetriebene FRC-Reaktoren (Field-Reserved Configuration) mit dem Ziel, eine saubere, nachhaltige Energiequelle bereitzustellen. Die Kommerzialisierung der Fusionsenergie wird die globale Energielandschaft verändern und eine nachhaltige Lösung für den wachsenden Energiebedarf der Welt bieten. Konventionelle Kernkraftwerke erzeugen Energie durch Spaltung, einen Prozess, bei dem schwere Atome wie Uran zerfallen und Energie freisetzen. Im Gegensatz dazu erzeugt die Fusion Energie, indem sie leichte Atomkerne wie Wasserstoff unter extrem hohen Temperaturen und Druck kombiniert.
Die meisten Fusionsreaktorkonstruktionen konzentrieren sich auf die Verwendung von Wasserstoffisotopen, nämlich Deuterium (D) und Tritium (T), zur Plasmaerzeugung. Plasma ist ein hochenergetischer Materiezustand, der aus ionisierten Atomen und geladenen Teilchen besteht. Die Fusion erfolgt bei diesen Isotopen schneller als bei normalem Wasserstoff, da hierfür niedrigere Temperaturen und Dichten erforderlich sind. Im Gegensatz zur Spaltung erzeugt die Deuterium-Tritium-Fusion nur kurzlebige Neutronenstrahlung und keinen langlebigen radioaktiven Abfall.
Kernfusionssektor: Wachstumstreiber und Herausforderungen
Wachstumstreiber
- Steigender Bedarf an Werkzeugen in der Branche: Der Kernfusionsmarkt verzeichnet einen wachsenden Bedarf an Spezialwerkzeugen und Infrastruktur, die für den Bau und die Wartung von Fusionsreaktoren von entscheidender Bedeutung sind. Die Herstellung von Fusionsreaktorkomponenten bringt Herausforderungen mit sich, wie z. B. die Entwicklung von Materialien, die extremer Hitze und Neutronenstrahlung standhalten, die Bewältigung intensiver Wärmeabgabe und die Einhaltung präziser technischer Toleranzen. Dies ist in hohem Maße auf die komplizierten Design- und Betriebsanforderungen der Fusionstechnologie zurückzuführen, bei der präzisionsgefertigte Werkzeuge unerlässlich sind, um die wesentlichen Bedingungen für nachhaltige Fusionsreaktionen zu erreichen.
Die Entwicklung und Produktion von Spezialwerkzeugen für die Kernfusion spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Materialwissenschaft und -technik und stärken gleichzeitig das Lieferketten-Ökosystem der Branche. Beispielsweise arbeitet die britische Atomenergiebehörde (UKAEA) mit einem Industriepartner zusammen, um das Design von Fusionskraftwerken mithilfe digitaler Tools der nächsten Generation zu beschleunigen und so die Designintegration und Effizienz zu verbessern.
Dies verbessert die betriebliche Effizienz und die Sicherheit von Fusionsanlagen, was den Kernfusionsmarkt durch erhöhte Investitionen und branchenübergreifende Kooperationen vorantreibt. Beispielsweise haben Fortschritte bei hochpräzisen Robotersystemen für den Umgang mit plasmabeschichteten Komponenten die Leistung und Langlebigkeit des Reaktors erheblich verbessert. Unternehmen wie General Atomic und Tokamak Energy stehen an der Spitze der Entwicklung solcher innovativen Lösungen.
- Fortschritte in der Technologie der Generation IV: Der plötzliche Sprung in der Kernenergie bietet im Vergleich zu seinen Vorgängern mehr Sicherheit, Effizienz und Nachhaltigkeit. Diese Verbesserungen sind vor allem für den Kernfusionsmarkt wichtig, wo die traditionellen Reaktoren langlebige radioaktive Abfälle erzeugen, die über längere Zeiträume hinweg sicher gelagert werden müssen. Darüber hinaus nutzen konventionelle Reaktoren nur einen kleinen Bruchteil des Energiepotenzials von Kernbrennstoffen, was zu Ineffizienzen führt, und die Gewährleistung der Reaktorsicherheit zur Vermeidung von Unfällen ist in der Kernenergie ein entscheidendes Anliegen. Die Bewältigung langjähriger Herausforderungen wie Abfallmanagement, Kraftstoffeffizienz und Betriebssicherheit treibt die Fortschritte in der Technologie der Generation IV voran.
Die Integration von Technologien der Generation IV in Fusionsreaktoren verbessert deren Machbarkeit und Attraktivität, führt zu höheren Investitionen in Forschung und Entwicklung und fördert die Expansion des Kernfusionsmarktes. Beispielsweise ist der natriumgekühlte schnelle Reaktor (SFR) darauf ausgelegt, Aktinide aus abgebrannten Kernbrennstoffen zu verbrauchen und so den langfristigen radioaktiven Abfall zu minimieren. Der Sehrhochtemperaturreaktor (VHTR) verfügt über inhärente Sicherheitsmerkmale wie einen negativen Temperaturkoeffizienten, der die Leistungsabgabe des Reaktors auf natürliche Weise verringert, wenn die Temperatur übermäßig ansteigt.
China TR-PM ist ein kleiner modularer Kernreaktor. Es handelt sich um einen (HTGR) Hochtemperatur-Gaskühler-Kiesbettreaktor der Generation IV, der im Dezember 2021 mit der Stromerzeugung begann und Ende 2023 den kommerziellen Betrieb aufnahm. Der weltweit erste betriebsbereite Reaktor der Generation IV demonstriert das Potenzial verbesserter Nukleartechnologien zur Verbesserung der Reaktorsicherheit und -effizienz.
In ähnlicher Weise veranschaulicht TerraPowers Entwicklung des Natriumreaktors, der einen schnellen Natriumreaktor mit einem Energiespeichersystem für geschmolzenes Salz kombiniert, das Potenzial der Weiterentwicklung der Generation IV zur Revolutionierung der Energieerzeugung. Die Konvergenz der Generation IV und Verbesserungen sowie die Entwicklung der Fusionstechnologie schaffen ein dynamisches Umfeld für Innovationen und wecken das Interesse von Regierungen, Privatinvestoren und internationalen Kooperationen, die sich für die Gestaltung der Zukunft der Energieerzeugung einsetzen.
Herausforderungen
- Hohe Kosten der Kernenergie: Die erheblichen Kosten der Kernfusionstechnologie bleiben ein großes Hindernis für ihre breite Einführung und die Expansion des Kernfusionsmarktes. Die Entwicklung von Fusionsreaktoren erfordert erhebliche Kapitalinvestitionen, nicht nur für den Bau, sondern auch für umfangreiche Forschung und Entwicklung. Diese hohen Kosten ergeben sich aus der technologischen Komplexität, der Notwendigkeit von verbessertem Material, das extremen Bedingungen standhalten kann, und dem langen Zeitrahmen, der für den Übergang eines Reaktors vom Konzept zur betrieblichen Entwicklung erforderlich ist.
Aufgrund der hohen finanziellen Belastung entsteht für die Kernfusion ein Wettbewerbsnachteil gegenüber etablierteren und kostengünstigeren erneuerbaren Energiequellen. Folglich ist das Wachstum des Kernfusionsmarkts eingeschränkt, da Investoren und Regierungen die wirtschaftliche Machbarkeit von Fusionsprojekten im Vergleich zu alternativen Energieerzeugungsmethoden prüfen.
- Technische Herausforderungen bei der Verwirklichung einer nachhaltigen Fusion: Das Erreichen einer kontrollierten Kernfusionsreaktion, die mehr Energie erzeugt als sie verbraucht, bleibt eine erhebliche technische Herausforderung. Die Aufrechterhaltung der extremen Temperaturen und Drücke, die für die Fusion erforderlich sind, ist äußerst komplex, und die aktuelle Technologie muss noch einen stabilen, kontinuierlichen Nettoenergiegewinn erzielen, ein wesentlicher Meilenstein für eine praktische und skalierbare Energieerzeugung. Diese zentrale Herausforderung behindert den Übergang von experimentellen Fusionsreaktoren zu betriebsbereiten Systemen, verzögert die Entwicklungsfristen und wirft Bedenken hinsichtlich der Machbarkeit der Fusion als zuverlässige Energiequelle auf.
Kernfusionsmarkt: Wichtige Erkenntnisse
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Basisjahr |
2024 |
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Prognosejahr |
2025-2037 |
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CAGR |
5,1 % |
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Marktgröße im Basisjahr (2024) |
331,6 Milliarden US-Dollar |
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Prognosejahr der Marktgröße (2037) |
633,8 Milliarden US-Dollar |
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Regionaler Geltungsbereich |
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Kernfusionssegmentierung
Technologie (Trägheitseinschluss und magnetischer Einschluss)
Es wird prognostiziert, dass das Segment „Inertial Confinement“ bis 2037 einen Marktanteil von über 72,1 % der Kernfusion dominieren wird. Bei der Inertial Confinement Fusion nutzen Geräte intensive Energiequellen wie Laser oder Ionenstrahlen, um kleine kugelförmige Pellets, die Deuterium-Tritium-Brennstoff (9D-T) enthalten, schnell auf außergewöhnlich hohe Dichten zu komprimieren. Diese Kompression erzeugt Stoßwellen, die den Brennstoff erhitzen, und bei Erreichen einer kritischen Schwelle kommt es zu einer Zündung, die zu Fusionsreaktionen führt. Die National Ignition Facility (NIF) in den USA machte im August 2021 bemerkenswerte Fortschritte auf diesem Gebiet, als sie eine Fusionsausbeute von 1,3 Megajoule (MJ) ankündigte, was einen erheblichen Fortschritt auf dem Weg zur Zündung darstellt.
In einem konzeptionellen Fusionskraftwerk mit ICF würde der Prozess die schnelle und wiederholte Zündung von Brennstoffpellets beinhalten, möglicherweise mehrmals pro Sekunde. Die enorme Hitze, die bei diesen Fusionsreaktionen entsteht, würde dann gehärtet, um Dampf zu erzeugen, der wiederum Turbinen zur Stromerzeugung antreiben würde. Dieser Ansatz zielt darauf ab, den Energieerzeugungsmechanismus der Sonne nachzubilden und die Aussicht auf eine praktisch unbegrenzte und saubere Energiequelle für die Zukunft zu bieten.
Andererseits trägt der magnetische Einschluss im Prognosezeitraum zu einem Anteil von 27,1 % am Kernfusionsmarkt bei. Das Magnetsystem verwendet einen Elektromagneten, um das Plasma in einer ringförmigen (donutförmigen) Kammer einzuschließen. In Tokamaks wird Plasma auf eine Temperatur von über 100 Millionen Grad Celsius erhitzt, wie China gezeigt hat. Experimental Advanced Supraconducting Tokamak (EAST), das solche Temperaturen über 1000 Sekunden lang aufrechterhielt. Die Heizmethode umfasst einen starken elektrischen Strom innerhalb des Plasmas und nutzt Hilfssysteme wie Mikrowellenerwärmung. Das ITER-Projekt plant beispielsweise den Einsatz eines Elektron-Zyklotron-Resonanz-Heizsystems (ECRH), um Elektronen im Plasma mithilfe hochintensiver elektromagnetischer Strahlung zu erhitzen.
Während des Fusionsprozesses erreicht Plasma extrem hohe Temperaturen und erfordert einen wirksamen Einschluss, um eine hohe Stabilität und Effizienz aufrechtzuerhalten. Für diesen Zweck sind Magnetfelder besonders gut geeignet, da geladene Ionen und Elektronen auf natürliche Weise den magnetischen Feldlinien folgen und so Energieverluste vermieden werden. Um einen Kontakt mit den Reaktorwänden zu vermeiden, der zu Wärmeableitung und Energieverlust führen würde, ist das Plasma in einem toroidalen Magnetfeld eingeschlossen.
Für einen optimalen Einschluss wird dem toroidalen Feld eine poloidale Feldkomponente überlagert, wodurch eine spiralförmige magnetische Struktur entsteht, die Plasma effektiv einschließt und kontrolliert. Mit seiner bewährten Lösung für kontinuierlichen Fortschritt gehört die Trägheitsbeschränkung zu den potenziellen Lösungen für den globalen Energiebedarf. Die vorherrschende Stärke im Technologiesektor ist Ausdruck des Vertrauens zwischen öffentlichen und privaten Investoren.
Kraftstoff (Deuterium/Tritium, Deuterium, Deuterium und Helium-3, Proton Bor)
Deuterium und Tritium, beide schwere Wasserstoffisotope, dienen als Hauptbrennstoffe bei Kernfusionsreaktionen. Deuterium, das etwa 0,0312 % des natürlichen Wasserstoffs ausmacht, kann effizient aus Meerwasser gewonnen werden und ist somit eine nahezu unerschöpfliche Ressource. Tritium hingegen ist aufgrund seiner kurzen Halbwertszeit von 12,3 Jahren knapp. Es kann jedoch in einem Fusionsreaktor synthetisiert werden, indem man es aus Lithium durch Reaktionen mit Neutronen erzeugt, die während der Fusion entstehen. Deuterium und Helium-3, ein seltenes Isotop auf der Erde, erfordern die Gewinnung aus außerirdischen Quellen oder die Produktion durch andere Kernreaktionen.
Ziel der Forschung ist es, in Zukunft die Proton-Bor-11-Fusionsreaktion zu nutzen, da sie nicht direkt Neutronen erzeugt, obwohl einige Reaktionen auftreten können. Theoretisch kann das in 1 Liter Wasser enthaltene Deuterium die gleiche Energiemenge erzeugen wie die Verbrennung von 300 Litern Öl. Dieses enorme Energiepotenzial bedeutet, dass die Ozeane der Erde über ausreichende Deuteriumreserven verfügen, um den globalen Energiebedarf über Millionen von Jahren hinweg zu decken.
Unsere eingehende Analyse des globalen Kernfusionsmarktes umfasst die folgenden Segmente:
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Technologie |
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Kraftstoff |
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Diesen Bericht anpassenKernfusionsindustrie – Regionale Zusammenfassung
Europa-Marktstatistiken
Bis 2037 wird der europäische Markt für Kernfusion einen Umsatzanteil von über 35,9 % erreichen. Es bleibt an der Spitze der Kernfusionsforschung, vorangetrieben durch gemeinsame Anstrengungen wie das ITER-Projekt in Frankreich. Die Kernfusion wird in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts die wichtigste Energiequelle sein, und Europa ist gut positioniert, um eine Vorreiterrolle zu übernehmen, wenn seine Ressourcen richtig verwaltet werden. In Frankreich undDeutschland wird der steigende Strombedarf durch die zunehmende Elektrifizierung verschiedener Geschäfte vorangetrieben, darunter Transport, Raumkühlung, Großgeräte sowie Informations- und Informations- und Einzelhandelsgeschäfte. Kommunikationstechnologie (IKT).
Bedeutende Fortschritte wurden bei der Ausweitung des Zugangs zur Stromversorgung erzielt, um die Zahl der Menschen, die ohne Strom leben, auf unter 1 Milliarde zu minimieren, also über 11 % der Weltbevölkerung, insbesondere in ländlichen Gebieten. Die Europäische Kommission hat den Fahrplan „Energie 2050“ veröffentlicht, in dem sie die Kernenergie als Grundbestandteil der Energiewende hervorhebt. Dies unterstreicht, dass die Kernenergie eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung von kohlenstoffarmem Strom bei gleichzeitiger Wahrung der Kosteneffizienz spielt. Darüber hinaus werden fünf Szenarien beschrieben, um durch die Einbindung von Kernenergie, erneuerbaren Energien sowie Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 80 % zu erreichen. Über alle Szenarien hinweg wird erwartet, dass Strom eine zunehmend dominierende Rolle spielt und seinen Anteil am Endenergieverbrauch der Kernenergie nahezu verdoppelt. Diese Führungsrolle wird durch erhebliche Investitionen der Europäischen Union gestärkt, die sich auf die Erreichung von Netzparität und nachhaltiger Energieerzeugung konzentrieren.
Marktanalyse im asiatisch-pazifischen Raum
Der weltweite Energiebedarf wird in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich erheblich steigen, angetrieben durch das Bevölkerungswachstum und die wirtschaftliche Expansion von Entwicklungsländern wie China und Indien. Die Kernenergie spielt eine entscheidende Rolle bei der Deckung dieses Bedarfs, da sie eine zuverlässige Grundlaststromquelle darstellt und gleichzeitig Bedenken hinsichtlich des globalen Klimawandels berücksichtigt. Als kohlenstoffarme Energiequelle weist die Kernenergie im Lebenszyklus eine der niedrigsten Treibhausgasemissionen pro erzeugter Energieeinheit auf, vergleichbar mit erneuerbaren Energiequellen. Im Gegensatz zur Stromerzeugung auf Basis fossiler Brennstoffe verursacht die Kernenergie während ihres Lebenszyklus nur minimale Treibhausgasemissionen, was sie zu einem zentralen Bestandteil von Strategien zur Eindämmung des Klimawandels macht.
Unternehmen, die die Kernfusionslandschaft dominieren
- Zap Energy
- Unternehmensübersicht
- Geschäftsstrategie
- Wichtige Produktangebote
- Finanzielle Leistung
- Wichtige Leistungsindikatoren
- Risikoanalyse
- Neueste Entwicklung
- Regionale Präsenz
- SWOT-Analyse
- TAE Technologies
- Commonwealth Fusion
- Helion Energy
- Lockheed Martin
- Hyperjet Fusion
- Marvel Fusion
- Type One Energy
- HB11
- Agni Fusion Energy
Führende Akteure nutzen innovative Ansätze für kompakte Fusionsreaktoren und verbesserte magnetische Einschlusstechnologien, um die Machbarkeit und Skalierbarkeit der Fusionsenergie aufrechtzuerhalten. Gewinnung namhafter öffentlicher und privater Investoren. Dank ihres Fachwissens und ihrer Infrastruktur stehen sie an vorderster Front bei der Weiterentwicklung der Fusionsenergie hin zur praktischen Umsetzung.
In the News
- Im Februar 2025 gaben Pine Island New Energy Partners (PINEP), ein Private-Equity-Unternehmen, und Type One Energy, das führende Stellarator-Fusionsunternehmen auf dem Markt, eine strategische Partnerschaft bekannt, um die Entwicklung einer robusteren Lieferkette für die Fusionsenergiebranche zu beschleunigen. Da sich der weltweite Fusionssektor rasch der Kommerzialisierung nähert, wird die Notwendigkeit, das Angebot an Spezialkomponenten und fortschrittlichen Fertigungskompetenzen zu optimieren und zu skalieren, dringlicher denn je.
- Im Juni 2024 engagierte sich Helion Energy aktiv für die Nutzung der Fusionsenergie, um zu einer nachhaltigen Energiezukunft in Washington und darüber hinaus beizutragen. Die Organisation entwickelt eines der weltweit ersten Fusionskraftwerke. Derzeit arbeitet Helion Energy mit namhaften Kunden zusammen, darunter Microsoft und Nucor, um die Fusionstechnologie von theoretischen Konzepten in praktische Anwendungen zu überführen.
Autorenangaben: Dhruv Bhatia
- Report ID: 7377
- Published Date: May 02, 2025
- Report Format: PDF, PPT
