핵융합 시장 전망:
핵융합 시장 규모는 2025년 3,615억 6천만 달러로 평가되었으며, 2035년에는 6,475억 달러를 넘어설 것으로 예상되며, 2026년부터 2035년까지 예측 기간 동안 연평균 6% 이상의 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. 2026년 핵융합 산업 규모는 3,810억 8천만 달러로 추산됩니다.
키 핵융합 시장 통찰 요약:
지역별 주요 내용:
- 유럽은 핵융합 연구 및 지속 가능한 에너지 투자 분야에서 유럽의 선도적인 입지를 바탕으로 핵융합 시장의 35.9%를 점유하고 있으며, 2026년부터 2035년까지 세계 선두 주자로 자리매김할 것입니다.
세그먼트 인사이트:
- 관성 가두기(ICC) 부문은 핵융합 점화 기술의 발전에 힘입어 2035년까지 시장 점유율 72.1%를 차지할 것으로 예상됩니다.
- 자기 가두기(MRCC) 부문은 중국의 EAST 및 ITER 프로젝트에서 볼 수 있듯이 자기 가두기 기술의 지속적인 발전에 힘입어 2035년까지 시장 점유율 27.1%를 차지할 것으로 예상됩니다.
주요 성장 추세:
- 업계 툴링 수요 증가
- 4세대 기술 발전
주요 과제:
- 높은 원자력 에너지 비용
- 지속 가능한 핵융합 달성의 기술적 과제
- 주요 기업:Zap Energy, First Light Fusion, General Fusion, TAE Technologies, Commonwealth Fusion, Tokamak Energy, Lockheed Martin, Hyperjet Fusion, Marvel Fusion, Helion, HB11, Agni Fusion Energy.
글로벌 핵융합 시장 예측 및 지역 전망:
시장 규모 및 성장 전망:
- 2025년 시장 규모: 3,615억 6천만 달러
- 2026년 시장 규모: 3,810억 8천만 달러
- 예상 시장 규모: 2035년까지 6,475억 달러
- 성장 전망: 6% CAGR (2026-2035)
주요 지역 역학:
- 가장 큰 지역: 유럽(2035년까지 점유율 35.9%)
- 가장 빠르게 성장하는 지역: 아시아 태평양
- 지배 국가: 미국, 중국, 독일, 일본, 프랑스
- 신흥국: 중국, 인도, 일본, 한국, 브라질
Last updated on : 25 August, 2025
핵융합 시장은 기술 발전, 민간 투자 증가, 그리고 세계 인구 증가에 힘입어 급속한 성장을 보이고 있습니다. 그러나 기존 에너지 시스템은 환경적으로 지속 불가능하고 경제적으로 불안정하며, 세계 안보 불안을 야기하고 있습니다. 이러한 수요 증가를 충족하기 위해서는 깨끗하고 저렴하며 풍부한 에너지원으로의 전환이 필수적이며, 이를 위해서는 청정 에너지 기술의 획기적인 발전이 필요합니다.
더욱이 프랑스 남부에서는 국제열핵융합실험로(ITER)와 같은 획기적인 프로젝트들이 건설 중입니다. ITER는 세계 최대 규모의 토카막으로, 핵융합이 대규모 무탄소 에너지원으로서의 가능성을 입증하기 위한 자기 핵융합 장치입니다. ITER는 플라즈마를 자기장 내에 가두고 가열함으로써 열핵융합에서 순수 에너지 이득을 얻는 것을 목표로 하며, 이를 통해 미래 핵융합 발전소 건설의 기반을 마련합니다. 이 ITER 프로젝트는 중국, 유럽 연합, 인도, 일본, 한국, 러시아, 미국을 포함한 35개국이 핵융합 과학 및 원자로 기술 발전을 위한 협력을 위해 참여하고 있습니다.
반면, 캘리포니아에 본사를 둔 TAE 테크놀로지스와 같은 민간 기업들은 핵융합 기술 개발을 위해 약 12억 달러 규모의 상당한 민간 투자를 확보했습니다. TAE는 깨끗하고 지속 가능한 에너지원을 제공하기 위해 첨단 빔 구동식 자기장 예비 배열(FRC) 원자로에 집중하고 있습니다. 핵융합 에너지의 상용화는 세계 에너지 지형을 변화시켜 증가하는 에너지 수요에 대한 지속 가능한 해결책을 제시할 것입니다. 기존 원자력 발전소는 우라늄과 같은 무거운 원자가 붕괴하여 에너지를 방출하는 핵분열 과정을 통해 에너지를 생성합니다. 이와는 대조적으로, 핵융합은 수소와 같은 가벼운 원자핵을 초고온 고압에서 결합하여 에너지를 생성합니다.
대부분의 핵융합로 설계는 수소 동위원소, 즉 중수소(D)와 삼중수소(T)를 이용하여 플라즈마를 생성하는 데 중점을 둡니다. 플라즈마는 이온화된 원자와 대전된 입자로 구성된 고에너지 물질 상태입니다. 이러한 동위원소는 일반 수소보다 낮은 온도와 밀도를 필요로 하기 때문에 핵융합이 더 빠르게 진행됩니다. 핵분열과 달리 중수소-삼중수소 핵융합은 수명이 짧은 중성자 방사선만 생성하며 수명이 긴 방사성 폐기물은 생성하지 않습니다.
핵융합 시장 성장 동인 및 과제:
성장 동력
산업 내 툴링 수요 증가: 핵융합 시장은 핵융합로 건설 및 유지보수에 필수적인 특수 툴링 및 인프라에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 핵융합로 부품 제조에는 극한의 열과 중성자 복사를 견딜 수 있는 소재 개발, 강력한 열 배출 관리, 정밀한 엔지니어링 공차 달성 등의 과제가 있습니다. 이는 핵융합 기술의 복잡한 설계 및 운영 요건에 의해 크게 좌우되는데, 지속적인 핵융합 반응의 필수 조건을 충족하기 위해서는 정밀하게 설계된 툴링이 필수적입니다.
핵융합용 특수 도구의 개발 및 생산은 재료 과학 및 엔지니어링을 향상시키고 업계의 공급망 생태계를 강화하는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 영국 원자력청(UKAEA)은 업계 파트너와 협력하여 차세대 디지털 도구를 활용하여 핵융합 발전소 설계를 가속화하고 있으며, 이를 통해 설계 통합 및 효율성을 향상시키고자 합니다.
이는 핵융합 발전소의 운영 효율성과 안전성을 향상시켜 투자 확대와 산업 간 협력을 통해 핵융합 시장을 활성화합니다. 예를 들어, 플라즈마 접촉 부품을 처리하는 고정밀 로봇 시스템의 발전은 원자로 성능과 수명을 크게 향상시켰습니다. 제너럴 어토믹(General Atomic)과 토카막 에너지(Tokamak Energy)와 같은 기업들은 이러한 혁신적인 솔루션 개발에 앞장서고 있습니다.
4세대 기술의 발전: 원자력 에너지의 급격한 발전은 이전 세대에 비해 안전성, 효율성, 그리고 지속가능성을 향상시켰습니다. 이러한 발전은 핵융합 시장에서 특히 중요한데, 기존 원자로는 장수명 방사성 폐기물을 생성하여 장기간 안전한 저장이 필요하기 때문입니다. 더욱이, 기존 원자로는 핵연료의 에너지 잠재력의 극히 일부만을 사용하기 때문에 비효율성이 발생하며, 사고 예방을 위한 원자로 안전 확보는 원자력 에너지 분야에서 중요한 과제였습니다. 폐기물 관리, 연료 효율, 운영 안전성과 같은 오랜 과제를 해결하는 것이 4세대 기술의 발전을 주도하고 있습니다.
4세대 핵융합로에 4세대 기술을 접목하면 실현 가능성과 매력도가 향상되어 연구 개발 투자가 증가하고 핵융합 시장 확대가 촉진됩니다. 예를 들어, 소듐냉각 고속로(SFR)는 사용후핵연료에서 악티늄족 원소를 소모하여 장기 방사성 폐기물을 최소화하도록 설계되었습니다. 초고온로(VHTR)는 온도가 과도하게 상승하면 원자로의 출력을 자연스럽게 감소시키는 부온도계수(NTC)와 같은 고유한 안전 특성을 사용합니다.
중국 TR-PM은 소형 모듈형 원자로입니다. 2021년 12월 생산을 시작하여 2023년 말 상업 운전에 들어간 (HTGR) 고온가스냉각 페블베드 4세대 원자로입니다. 세계 최초의 4세대 원자로는 원자로 안전성과 효율 향상에 있어 향상된 원자력 기술의 잠재력을 보여줍니다.
마찬가지로, 테라파워(TerraPower)가 개발한 나트륨 고속 원자로와 용융염 에너지 저장 시스템을 결합한 나트륨 원자로는 에너지 생산에 혁명을 일으킬 4세대 발전의 잠재력을 잘 보여줍니다. 4세대 발전과 핵융합 기술 개발의 융합은 역동적인 혁신 환경을 조성하여 에너지 생산의 미래를 형성하는 데 전념하는 정부, 민간 투자자, 그리고 국제 협력의 관심을 끌고 있습니다.
도전 과제
높은 원자력 비용 : 핵융합 기술의 높은 비용은 핵융합 기술의 광범위한 도입과 시장 확대에 여전히 큰 걸림돌로 남아 있습니다. 핵융합로 개발에는 건설뿐만 아니라 광범위한 연구 개발에 상당한 자본 투자가 필요합니다. 이러한 높은 비용은 기술적 복잡성, 극한 조건을 견딜 수 있는 강화 소재의 필요성, 그리고 원자로를 구상 단계에서 실제 운영 단계로 전환하는 데 필요한 장기간의 시간 때문에 발생합니다.
결과적으로, 높은 재정적 부담으로 인해 핵융합은 기존에 확립되고 비용 효율적인 재생 에너지원에 비해 경쟁에서 불리한 위치에 놓이게 됩니다. 투자자와 정부가 핵융합 프로젝트의 경제적 타당성을 대체 에너지 발전 방식에 비해 평가함에 따라, 핵융합 시장의 성장은 제약을 받고 있습니다.
지속 가능한 핵융합 달성의 기술적 과제: 소비하는 에너지보다 더 많은 에너지를 생성하는 제어된 핵융합 반응을 달성하는 것은 여전히 중요한 기술적 과제입니다. 핵융합에 필요한 극한의 온도와 압력을 유지하는 것은 매우 복잡하며, 현재 기술은 실질적이고 확장 가능한 에너지 생산에 필수적인 안정적이고 지속적인 순 에너지 획득을 아직 달성하지 못했습니다. 이러한 핵심 과제는 실험용 핵융합로에서 운영 시스템으로의 전환을 방해하여 개발 일정을 지연시키고, 핵융합이 신뢰할 수 있는 에너지원으로서 실현 가능성에 대한 우려를 불러일으킵니다.
핵융합 시장 규모 및 예측:
| 보고서 속성 | 세부정보 |
|---|---|
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기준 연도 |
2025 |
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예측 기간 |
2026-2035 |
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연평균 성장률 |
6% |
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기준 연도 시장 규모(2025년) |
3615억 6천만 달러 |
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예측 연도 시장 규모(2035년) |
6,475억 달러 |
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지역 범위 |
|
핵융합 시장 세분화:
기술(관성밀폐 및 자기밀폐)
관성밀폐 핵융합 분야는 2035년까지 핵융합 시장 점유율 72.1% 이상을 차지할 것으로 예상됩니다. 관성밀폐 핵융합에서는 레이저나 이온 빔과 같은 고에너지원을 사용하여 중수소-삼중수소(9D-T) 연료가 포함된 작은 구형 펠릿을 매우 높은 밀도로 빠르게 압축합니다. 이 압축은 연료를 가열하는 충격파를 생성하고, 임계점에 도달하면 점화가 발생하여 핵융합 반응을 일으킵니다. 미국의 국립점화시설(NIF)은 2021년 8월 1.3메가줄(MJ)의 핵융합 수율을 발표하며 이 분야에서 주목할 만한 진전을 이루었습니다. 이는 점화 달성에 있어 상당한 진전을 의미합니다.
ICF를 사용하는 개념적 핵융합 발전소에서는 연료 펠릿을 초당 여러 번 빠르고 반복적으로 점화하는 과정이 수반됩니다. 이러한 핵융합 반응에서 생성되는 막대한 열은 경화되어 증기를 생성하고, 이 증기는 다시 터빈을 구동하여 전기를 생산합니다. 이러한 접근 방식은 태양 에너지 생산 메커니즘을 모방하여 미래에 거의 무한하고 깨끗한 에너지원을 제공할 수 있는 가능성을 제시합니다.
반면, 자기 가두기는 예측 기간 동안 핵융합 시장의 27.1%를 차지합니다. 자기 시스템은 전자석을 사용하여 토로이드형(도넛 모양) 챔버에 가두어진 플라즈마를 가둡니다. 토카막에서는 플라즈마가 섭씨 1억도 이상의 온도로 가열되는데, 이는 중국에서 시연되었습니다. 실험용 첨단 초전도 토카막(EAST)은 이러한 온도를 1,000초 이상 유지했습니다. 가열 방식은 플라즈마 내에 강한 전류를 흐르게 하고 마이크로파 가열과 같은 보조 시스템을 사용합니다. 예를 들어, ITER 프로젝트는 고강도 전자기파를 이용하여 플라즈마 내의 전자를 가열하는 전자 사이클로트론 공명 가열(ECRH) 시스템을 사용할 계획입니다.
핵융합 과정에서 플라즈마는 매우 높은 온도에 도달하므로 높은 안정성과 효율을 유지하기 위해서는 효과적인 밀폐가 필요합니다. 자기장은 이러한 목적에 특히 적합한데, 대전된 이온과 전자는 자연적으로 자기장선을 따라가 에너지 손실을 방지하기 때문입니다. 열 발산과 에너지 손실을 유발할 수 있는 원자로 벽과의 접촉을 피하기 위해, 플라즈마는 토로이드형 자기장 내에 밀폐됩니다.
최적의 밀폐를 위해 토로이드형 자기장 위에 폴로이달 자기장 구성 요소를 중첩하여 플라즈마를 효과적으로 밀폐하고 제어하는 나선형 자기 구조를 형성합니다. 지속적인 발전에 대한 검증된 해결책을 바탕으로, 관성 밀폐는 세계 에너지 수요에 대한 잠재적 해결책 중 가장 중요한 위치를 차지합니다. 기술 분야의 우세는 공공 및 민간 투자자 간의 신뢰를 보여줍니다.
연료(중수소/삼중수소, 중수소, 중수소 및 헬륨-3, 양성자 붕소)
수소의 무거운 동위원소인 중수소와 삼중수소는 핵융합 반응의 주요 연료로 사용됩니다. 천연 수소의 약 0.0312%를 구성하는 중수소는 해수에서 효율적으로 추출할 수 있어 거의 무진장한 자원입니다. 반면 삼중수소는 반감기가 12.3년으로 짧아 희소합니다. 그러나 삼중수소는 핵융합로에서 리튬과 핵융합 반응으로 생성된 중성자를 이용하여 합성할 수 있습니다. 중수소와 지구에서는 희귀한 동위원소인 헬륨-3는 지구 외에서 추출하거나 다른 핵융합 반응을 통해 생산해야 합니다.
이 연구는 양성자-붕소-11 핵융합 반응을 미래에 활용하는 것을 목표로 합니다. 이 반응은 중성자를 직접 생성하지는 않지만, 일부 반응이 발생할 수 있기 때문입니다. 이론적으로 물 1리터에 포함된 중수소는 석유 300리터를 연소하는 것과 같은 양의 에너지를 생성할 수 있습니다. 이처럼 막대한 에너지 잠재력은 지구 해양이 수백만 년 동안 전 세계 에너지 수요를 감당할 수 있는 충분한 중수소 매장량을 보유하고 있음을 의미합니다.
글로벌 핵융합 시장에 대한 심층 분석에는 다음 세그먼트가 포함됩니다.
기술 |
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연료 |
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Vishnu Nair
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핵융합 시장 지역 분석:
유럽 시장 통계
2035년까지 유럽 핵융합 시장은 35.9% 이상의 매출 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 프랑스의 ITER 프로젝트와 같은 협력적 노력에 힘입어 유럽은 핵융합 연구의 선두를 유지하고 있습니다. 핵융합은 21세기 후반 주요 에너지원이 될 것이며, 유럽은 자원이 적절히 관리된다면 이러한 추세를 선도할 수 있는 유리한 위치에 있습니다. 프랑스 와 독일 의 전력 수요 증가는 교통, 냉방, 대형 가전, 정보통신기술(ICT) 등 다양한 분야에서 전기화가 확대됨에 따라 촉진되고 있습니다.
전기 접근성 확대에 상당한 진전이 이루어졌으며, 전 세계 인구의 11% 이상, 특히 농촌 지역의 전기 공급이 부족한 인구가 10억 명 이하로 줄어들었습니다. 유럽 집행위원회는 에너지 2050 로드맵을 발표하며 원자력을 에너지 전환의 기본 요소로 강조했습니다. 이는 원자력이 비용 효율성을 유지하면서 저탄소 전력 공급에 중요한 역할을 한다는 점을 강조합니다. 또한, 원자력, 재생에너지, 탄소 포집 및 저장(CCS)을 통합하여 온실가스 배출량을 80% 감축하기 위한 5가지 시나리오를 제시합니다. 모든 시나리오에서 전력은 점점 더 주도적인 역할을 할 것으로 예상되며, 최종 원자력 에너지 소비량에서 차지하는 비중이 거의 두 배에 달할 것입니다. 이러한 리더십은 그리드 패리티 달성과 지속 가능한 에너지 생산에 중점을 둔 유럽 연합의 상당한 투자를 통해 더욱 강화되고 있습니다.
아시아 태평양 시장 분석
인구 증가와 중국, 인도 등 개발도상국의 경제 성장으로 인해 향후 수십 년간 전 세계 에너지 수요는 크게 증가할 것으로 예상됩니다. 원자력은 이러한 수요를 충족하는 데 중요한 역할을 하며, 안정적인 기저부하 전력 공급원을 제공하는 동시에 지구 기후 변화에 대한 우려를 해소합니다. 저탄소 에너지원인 원자력은 생산된 에너지 단위당 온실가스 배출량이 재생에너지원과 비교해 가장 낮은 수명 주기 온실가스 배출량을 보이는 에너지원 중 하나입니다. 화석 연료 기반 발전과 달리 원자력은 수명 주기 동안 온실가스 배출량이 최소화되어 기후 변화 완화 전략의 핵심 요소입니다.
핵융합 시장의 주요 참여자:
- 잽 에너지
- 회사 개요
- 사업 전략
- 주요 제품 제공
- 재무 성과
- 핵심 성과 지표
- 위험 분석
- 최근 개발
- 지역적 존재감
- SWOT 분석
- TAE 테크놀로지스
- 커먼웰스 퓨전
- 헬리온 에너지
- 록히드 마틴
- 하이퍼젯 퓨전
- 마블 퓨전
- 1형 에너지
- HB11
- 아그니 퓨전 에너지
선도적인 기업들은 소형 핵융합로와 향상된 자기 가두기 기술의 혁신적인 접근 방식을 활용하여 핵융합 발전의 실현 가능성과 확장성을 유지하고 있습니다. 상당한 공공 및 민간 투자자를 유치하고 있으며, 이들의 전문성과 인프라는 핵융합 에너지의 실용화를 향한 발전을 선도하는 데 기여하고 있습니다.
최근 동향
- 2025년 2월, 사모펀드인 파인 아일랜드 뉴 에너지 파트너스(PINEP)와 시장 최대 규모의 스텔라레이터 핵융합 기업인 타입 원 에너지(Type One Energy )는 핵융합 에너지 산업을 위한 더욱 탄탄한 공급망 구축을 가속화하기 위한 전략적 파트너십을 발표했습니다. 전 세계 핵융합 분야가 급속도로 상용화됨에 따라, 특수 부품과 첨단 제조 기술의 공급을 최적화하고 확장해야 할 필요성이 그 어느 때보다 절실해지고 있습니다.
- 2024년 6월, 헬리온 에너지는 워싱턴을 비롯한 전 세계의 지속 가능한 에너지 미래에 기여하기 위해 핵융합 에너지를 활용하는 데 적극적으로 참여했습니다. 헬리온 에너지는 세계 최초의 핵융합 발전소 중 하나를 개발하고 있습니다. 현재 헬리온 에너지는 마이크로소프트와 뉴코어를 비롯한 주요 고객들과 협력하여 핵융합 기술을 이론적 개념에서 실제 응용 분야로 전환하고 있습니다.
- Report ID: 7377
- Published Date: Aug 25, 2025
- Report Format: PDF, PPT
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