Dimensioni, previsioni e tendenze del mercato globale nel periodo 2025-2037
Le dimensioni del mercato della fusione nucleare erano di 331,6 miliardi di dollari nel 2024 e si stima che raggiungeranno i 633,8 miliardi di dollari entro la fine del 2037, espandendosi a un CAGR del 5,1% durante il periodo di previsione, ovvero 2025-2037. Nel 2025, la dimensione del settore della fusione nucleare è valutata a 345,13 miliardi di dollari.
Il mercato della fusione nucleare sta assistendo a una rapida crescita, guidata dai progressi tecnologici, dall'aumento degli investimenti privati e dall'aumento della popolazione globale. Tuttavia, il sistema energetico esistente è insostenibile dal punto di vista ambientale, instabile dal punto di vista economico e contribuisce all’insicurezza globale. Per soddisfare questa crescente domanda, è essenziale la transizione verso una fonte di energia pulita, conveniente e abbondante, che richiede una svolta nella tecnologia dell'energia pulita.
Inoltre, nel sud della Francia sono in costruzione progetti fondamentali come il reattore sperimentale termonucleare internazionale (ITER). ITER è il più grande tokamak del mondo, un dispositivo di fusione magnetica destinato a dimostrare la fattibilità della fusione come fonte di energia su larga scala e priva di carbonio. Confinando e riscaldando il plasma all'interno di un campo magnetico, ITER mira a ottenere un guadagno netto di energia dalla fusione termonucleare, aprendo così la strada alle future centrali elettriche a fusione. Questo progetto ITER riunisce 35 nazioni tra cui Cina, Unione Europea, India, Giappone, Corea, Russia e Stati Uniti in uno sforzo collaborativo per far avanzare la scienza della fusione e la tecnologia dei reattori.
D'altro canto, iniziative private come TAE Technologies, un'azienda con sede in California, hanno assicurato un sostanziale ammontare privato per un totale di circa 1,2 miliardi di dollari per lo sviluppo della tecnologia di fusione. TAE si concentra su reattori avanzati con configurazione riservata sul campo (FRC), con l'obiettivo di fornire una fonte di energia pulita e sostenibile. La commercializzazione dell’energia da fusione trasformerà il panorama energetico globale, offrendo una soluzione sostenibile al crescente fabbisogno energetico mondiale. Le centrali nucleari convenzionali generano energia attraverso la fissione, un processo in cui atomi pesanti come l'uranio, decadono e rilasciano energia. Al contrario, la fusione produce energia combinando nuclei atomici leggeri come l'idrogeno a temperature e pressioni estremamente elevate.
La maggior parte dei progetti di reattori a fusione si concentra sull'utilizzo degli isotopi dell'idrogeno, vale a dire deuterio (D) e trizio (T), per generare plasma. Il plasma è uno stato della materia ad alta energia composto da atomi ionizzati e particelle cariche. La fusione avviene più rapidamente con questi isotopi che con l'idrogeno normale, poiché richiede temperature e densità più basse. A differenza della fissione, la fusione deuterio-trizio genera solo radiazioni di neutroni di breve durata e non produce scorie radioattive di lunga durata.
Settore della fusione nucleare: fattori di crescita e sfide
Fattori di crescita
- Crescente necessità di strumenti nel settore: il mercato della fusione nucleare sta assistendo a una crescente domanda di strumenti e infrastrutture specializzati, fondamentali per la costruzione e la manutenzione dei reattori a fusione. La produzione di componenti di reattori a fusione presenta sfide come lo sviluppo di materiali in grado di sopportare calore estremo e radiazioni di neutroni, la gestione dell’intenso scarico di calore e il raggiungimento di precise tolleranze ingegneristiche. Ciò è in gran parte guidato dalla progettazione complessa e dai requisiti operativi della tecnologia di fusione, dove strumenti di precisione sono essenziali per raggiungere le condizioni essenziali per reazioni di fusione sostenute.
Lo sviluppo e la produzione di strumenti specializzati per la fusione nucleare svolgono un ruolo cruciale nel potenziamento della scienza e dell’ingegneria dei materiali, rafforzando al contempo l’ecosistema della catena di approvvigionamento del settore. Ad esempio, l'Autorità britannica per l'energia atomica (UKAEA) sta collaborando con un partner industriale per accelerare la progettazione di centrali elettriche a fusione utilizzando strumenti digitali di prossima generazione, con l'obiettivo di migliorare l'integrazione e l'efficienza della progettazione.
Ciò migliora l’efficienza operativa e la sicurezza degli impianti di fusione, che guidano il mercato della fusione nucleare attraverso maggiori investimenti e collaborazioni interindustriali. Ad esempio, i progressi nei sistemi robotici ad alta precisione per la movimentazione dei componenti rivolti verso il plasma hanno migliorato significativamente le prestazioni e la longevità del reattore. Aziende come General Atomic e Tokamak Energy sono in prima linea nello sviluppo di soluzioni così innovative.
- Progressi nella tecnologia di quarta generazione: l'improvviso balzo in avanti nel campo dell'energia nucleare offre maggiore sicurezza, efficienza e sostenibilità rispetto ai suoi predecessori. Questi miglioramenti sono molto importanti per il mercato della fusione nucleare, dove i reattori tradizionali producono rifiuti radioattivi a vita lunga che richiedono uno stoccaggio sicuro per periodi prolungati. Inoltre, i reattori convenzionali utilizzano solo una piccola frazione del potenziale energetico del combustibile nucleare, con conseguenti inefficienze, e garantire la sicurezza dei reattori per prevenire incidenti è stata una preoccupazione fondamentale nel settore dell'energia nucleare. Affrontare sfide di lunga data come la gestione dei rifiuti, l'efficienza del carburante e la sicurezza operativa guida i progressi nella tecnologia di quarta generazione.
L’integrazione delle tecnologie di quarta generazione nei reattori a fusione ne migliora la fattibilità e l’attrattiva, portando a maggiori investimenti in ricerca e sviluppo e favorendo l’espansione del mercato della fusione nucleare. Ad esempio, il reattore veloce raffreddato al sodio (SFR) è progettato per consumare attinidi dal combustibile nucleare esaurito, riducendo così al minimo i rifiuti radioattivi a lungo termine. Il reattore ad altissima temperatura (VHTR) utilizza caratteristiche di sicurezza intrinseche, come un coefficiente di temperatura negativo, che diminuisce naturalmente la potenza erogata dal reattore se la temperatura aumenta eccessivamente.
Il China TR-PM è un piccolo reattore nucleare modulare. Si tratta di un reattore di IV generazione a letto di ciottoli con raffreddamento a gas ad alta temperatura (HTGR) che ha iniziato a produrre energia nel dicembre 2021 ed è entrato in esercizio commerciale alla fine del 2023, il primo reattore operativo di IV generazione al mondo dimostra il potenziale delle tecnologie nucleari avanzate nel migliorare la sicurezza e l'efficienza del reattore.
Allo stesso modo, lo sviluppo di TerraPower del reattore Natrium, che combina un reattore veloce al sodio con un sistema di accumulo di energia a sale fuso, esemplifica il potenziale dell’avanzamento della quarta generazione per rivoluzionare la produzione di energia. La convergenza della quarta generazione, i miglioramenti e lo sviluppo della tecnologia di fusione favoriscono un ambiente dinamico per l'innovazione, attirando l'interesse di governi, investitori privati e collaborazioni internazionali impegnate a dare forma al futuro della produzione di energia.
Sfide
- Costo elevato dell'energia nucleare: il costo sostanziale della tecnologia di fusione nucleare rimane un grave ostacolo alla sua adozione su vasta scala e all'espansione del mercato della fusione nucleare. Lo sviluppo di reattori a fusione richiede ingenti investimenti di capitale, non solo per la costruzione ma anche per attività di ricerca e sviluppo approfondite. Questi costi elevati derivano dalle complessità tecnologiche, dalla necessità di materiali migliorati in grado di resistere a condizioni estreme e dai tempi prolungati necessari per la transizione di un reattore dallo sviluppo concettuale allo sviluppo operativo.
Di conseguenza, l’elevato onere finanziario pone la fusione nucleare in una posizione di svantaggio competitivo rispetto alle fonti energetiche rinnovabili più consolidate ed economicamente vantaggiose. Di conseguenza, la crescita del mercato della fusione nucleare è limitata, poiché investitori e governi valutano la fattibilità economica dei progetti di fusione rispetto a metodi alternativi di generazione di energia.
- Sfide tecniche nel raggiungimento della fusione sostenibile: ottenere una reazione di fusione nucleare controllata che generi più energia di quanta ne consumi rimane una sfida tecnica significativa. Mantenere le temperature e le pressioni estreme richieste per la fusione è estremamente complesso e la tecnologia attuale deve ancora raggiungere un guadagno energetico netto stabile e continuo, una pietra miliare essenziale per una produzione di energia pratica e scalabile. Questa sfida fondamentale ostacola la transizione dai reattori a fusione sperimentale ai sistemi operativi, ritardando i tempi di sviluppo e sollevando preoccupazioni sulla fattibilità della fusione come fonte di energia affidabile.
Mercato della fusione nucleare: approfondimenti chiave
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Anno base |
2024 |
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Anno di previsione |
2025-2037 |
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CAGR |
5,1% |
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Dimensioni del mercato dell’anno base (2024) |
331,6 miliardi di dollari |
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Dimensione del mercato dell'anno di previsione (2037) |
633,8 miliardi di dollari |
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Ambito regionale |
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Segmentazione della fusione nucleare
Tecnologia (confinamento inerziale e confinamento magnetico)
Si prevede che il segmento del confinamento inerziale dominerà oltre il 72,1% della quota di mercato della fusione nucleare entro il 2037. Nella fusione a confinamento inerziale, i dispositivi utilizzano intense fonti di energia come laser o fasci ionici, per comprimere rapidamente piccoli pellet sferici contenenti combustibile deuterio-trizio 9D-T) a densità eccezionalmente elevate. Questa compressione genera onde d'urto che riscaldano il carburante e, una volta raggiunta una soglia critica, avviene l'accensione, portando a reazioni di fusione. La National Ignition Facility (NIF) negli Stati Uniti ha compiuto notevoli progressi in questo campo nell'agosto 2021, quando ha annunciato una resa di fusione di 1,3 megajoule (MJ), che rappresenta un notevole progresso verso il raggiungimento dell'accensione.
In una centrale elettrica a fusione concettuale che utilizzi l'ICF, il processo implicherebbe l'accensione rapida e ripetitiva di pellet di combustibile potenzialmente più volte al secondo. L’immenso calore prodotto da queste reazioni di fusione verrebbe quindi indurito per generare vapore, che a sua volta alimenterebbe le turbine per produrre elettricità. Questo approccio mira a replicare il meccanismo di produzione dell'energia solare, offrendo la prospettiva di una fonte di energia pulita e virtualmente illimitata per il futuro.
D'altra parte, il confinamento magnetico contribuisce a una quota del 27,1% del mercato della fusione nucleare durante il periodo di previsione. Il sistema magnetico utilizza un elettromagnete per contenere il plasma confinato in una camera toroidale (a forma di ciambella). Nei tokamak il plasma viene riscaldato a una temperatura superiore a 100 milioni di gradi Celsius, come dimostrato dalla Cina. Tokamak Superconduttore Avanzato Sperimentale (EAST), che ha mantenuto tali temperature per oltre 1000 secondi. Il metodo di riscaldamento prevede una forte corrente elettrica all'interno del plasma e impiega sistemi ausiliari come il riscaldamento a microonde. Ad esempio, il progetto ITER prevede di utilizzare un sistema di riscaldamento a risonanza di ciclotrone elettronico (ECRH) per riscaldare gli elettroni nel plasma utilizzando radiazioni elettromagnetiche ad alta intensità.
Durante il processo di fusione, il plasma raggiunge temperature estremamente elevate, che richiedono un confinamento efficace per mantenere elevata stabilità ed efficienza. I campi magnetici sono particolarmente adatti a questo scopo, poiché gli ioni e gli elettroni carichi seguono naturalmente le linee del campo magnetico, prevenendo la perdita di energia. Per evitare il contatto con le pareti del reattore che causerebbe dissipazione di calore e perdita di energia, il plasma è confinato all'interno di un campo magnetico toroidale.
Per un confinamento ottimale, una componente del campo poloidale è sovrapposta al campo toroidale, creando una struttura magnetica elicoidale che contiene e controlla efficacemente il plasma. Con la sua comprovata soluzione al progresso continuo, il confinamento inerziale è la prima tra le potenziali soluzioni alla domanda energetica globale. La forza prevalente nel settore tecnologico è indice della fiducia tra investitori pubblici e privati.
Carburante (deuterio/trizio, deuterio, deuterio ed elio-3, protone boro)
Deuterio e trizio, entrambi isotopi pesanti dell'idrogeno, servono come combustibili primari nelle reazioni di fusione nucleare. Il deuterio, che costituisce circa lo 0,0312% dell'idrogeno naturale, può essere estratto in modo efficiente dall'acqua di mare, rendendolo una risorsa quasi inesauribile. Il trizio, d'altra parte, è scarso a causa della sua breve emivita di 12,3 anni. Tuttavia, può essere sintetizzato all'interno di un reattore a fusione allevandolo dal litio attraverso reazioni con neutroni prodotti durante la fusione. Il deuterio e l'elio-3, un isotopo raro sulla Terra, richiedono l'estrazione da fonti extraterrestri o la produzione attraverso altre reazioni nucleari.
La ricerca mira a utilizzare in futuro la reazione di fusione protone-boro-11, poiché non produce direttamente neutroni, anche se potrebbero verificarsi alcune reazioni. Teoricamente, il deuterio contenuto in 1 litro d'acqua ha il potenziale per generare la stessa quantità di energia della combustione di 300 litri di petrolio. Questo vasto potenziale energetico significa che l'oceano terrestre detiene riserve di deuterio sufficienti per sostenere la domanda energetica globale per milioni di anni.
La nostra analisi approfondita del mercato globale della fusione nucleare comprende i seguenti segmenti:
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Tecnologia |
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Carburante |
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Personalizza questo rapportoIndustria della fusione nucleare - Sinossi regionale
Statistiche del mercato europeo
Entro il 2037, il mercato europeo della fusione nucleare è destinato a conquistare una quota di entrate superiore al 35,9%. Rimane in prima linea nella ricerca sulla fusione nucleare, guidata da sforzi di collaborazione come il progetto ITER in Francia. La fusione nucleare sarà la principale fonte di energia nella seconda parte del secolo e l’Europa è ben posizionata per aprire la strada se le sue risorse saranno gestite adeguatamente. In Francia e Germania, la crescente domanda di energia elettrica è determinata da una maggiore elettrificazione in vari negozi, tra cui trasporti, raffreddamento degli ambienti, grandi elettrodomestici e servizi di informazione e marketing. tecnologia della comunicazione (TIC).
Sono stati compiuti progressi significativi nell'espansione dell'accesso all'elettricità per ridurre al minimo il numero di persone che vivono senza elettricità al di sotto di 1 miliardo sull'11% della popolazione mondiale, soprattutto nelle aree rurali. La Commissione Europea ha pubblicato la Roadmap Energia 2050, evidenziando l’energia nucleare come la componente fondamentale della transizione energetica. Ciò sottolinea che l’energia nucleare svolge un ruolo cruciale nel fornire elettricità a basse emissioni di carbonio mantenendo l’efficienza dei costi. Inoltre, delinea 5 scenari per ottenere una riduzione dell’80% delle emissioni di gas serra incorporando energia nucleare, energie rinnovabili, cattura e stoccaggio del carbonio (CCS). In tutti gli scenari, si prevede che l’elettricità giocherà un ruolo sempre più dominante, quasi raddoppiando la sua quota nel consumo finale di energia nucleare. Questa leadership è rafforzata da investimenti significativi da parte dell'Unione Europea, incentrati sul raggiungimento della parità di rete e sulla generazione di energia sostenibile.
Analisi del mercato dell'Asia Pacifico
Si prevede che la domanda globale di energia aumenterà in modo significativo nei prossimi decenni, spinta dalla crescita della popolazione e dall'espansione economica delle nazioni in via di sviluppo come Cina e India. L’energia nucleare svolge un ruolo cruciale nel soddisfare questa domanda, fornendo una fonte affidabile di elettricità di base e affrontando le preoccupazioni sul cambiamento climatico globale. Essendo una fonte di energia a basse emissioni di carbonio, l’energia nucleare ha una delle emissioni di gas serra nel ciclo di vita più basse per unità di energia prodotta, paragonabile alle fonti di energia rinnovabile. A differenza della produzione di energia basata sui combustibili fossili, il nucleare produce emissioni minime di gas serra durante il suo ciclo di vita, rendendolo una componente fondamentale nelle strategie volte a mitigare i cambiamenti climatici.
Aziende che dominano il panorama della fusione nucleare
- Zap Energy
- Panoramica dell'azienda
- Strategia aziendale
- Offerte di prodotti chiave
- Prestazioni finanziarie
- Indicatori chiave di prestazione
- Analisi dei rischi
- Sviluppi recenti
- Presenza regionale
- Analisi SWOT
- TAE Technologies
- Commonwealth Fusion
- Helion Energy
- Lockheed Martin
- Hyperjet Fusion
- Marvel Fusion
- Energia tipo uno
- HB11
- Agni Fusion Energy
I principali attori stanno sfruttando approcci innovativi nei reattori a fusione compatti e nelle tecnologie avanzate di confinamento magnetico per mantenere la fattibilità e la scalabilità dell'energia da fusione. Attrarre importanti investitori pubblici e privati. Le loro competenze e infrastrutture li posizionano in prima linea nel progresso dell'energia da fusione verso l'implementazione pratica.
In the News
- Nel febbraio 2025, Pine Island New Energy Partners (PINEP), una società di private equity, e Type One Energy, la principale società di fusione stellarator del mercato, hanno annunciato una partnership strategica per accelerare lo sviluppo di una catena di fornitura più solida per il settore dell'energia da fusione. Mentre il settore della fusione mondiale si avvicina rapidamente alla commercializzazione, la necessità di ottimizzare e ampliare la fornitura di componenti specializzati e competenze di produzione avanzate diventa più urgente che mai.
- Nel giugno 2024, Helion Energy si è impegnata attivamente nel tentativo di sfruttare l'energia da fusione per contribuire a un futuro energetico sostenibile a Washington e oltre. L'organizzazione sta sviluppando una delle prime centrali elettriche a fusione del mondo. Attualmente, Helion Energy collabora con clienti importanti, tra cui Microsoft e Nucor, mentre trasferisce la tecnologia di fusione da concetti teorici ad applicazioni pratiche.
Crediti degli autori: Dhruv Bhatia
- Report ID: 7377
- Published Date: May 07, 2025
- Report Format: PDF, PPT
