2025-2037 年全球市場規模、預測與趨勢亮點
核融合市場的規模在 2024 年為 3,316 億美元，預計到 2037 年底將達到 6,338 億美元，在預測期內（即 2025-2037 年）複合年增長率為 5.1%。 2025 年，核融合產業規模預估為 3,451.3 億美元。
在技術進步、私人投資增加和全球人口成長的推動下，核融合市場正在快速成長。然而，現有的能源系統在環境上不可持續，經濟上不穩定，並導致全球不安全。為了滿足這種不斷增長的需求，向清潔、負擔得起且豐富的能源過渡至關重要，這需要清潔能源技術的突破。
此外，法國南部正在建造國際熱核實驗反應器 (ITER) 等標誌性項目。 ITER 是世界上最大的託卡馬克裝置，這是一種磁聚變裝置，旨在證明聚變作為大規模無碳能源的可行性。透過在磁場中限制和加熱等離子體，ITER 旨在從熱核聚變中獲得淨能量，從而為未來的聚變發電廠鋪平道路。該 ITER 計畫匯集了中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國等 35 個國家，共同努力推動聚變科學和反應器技術。
另一方面，諸如位於加州的 TAE Technologies 公司等私人倡議已獲得總計約 12 億美元的大量私人資金來開發聚變技術。 TAE 專注於先進的束流驅動場保留配置 (FRC) 反應器，旨在提供清潔、永續的能源。聚變能源的商業化將改變全球能源格局，為世界不斷增長的能源需求提供永續的解決方案。傳統核電廠透過裂變產生能量，裂變是鈾等重原子衰變並釋放能量的過程。相較之下，聚變透過在極高的溫度和壓力下結合氫等輕原子核來產生能量。
大多數聚變反應器設計著重於利用氫同位素，即氘 (D) 和氚 (T) 來產生等離子體。等離子體是由電離原子和帶電粒子組成的高能物質狀態。這些同位素的聚變發生速度比普通氫更快，因為它需要較低的溫度和密度。與裂變不同，氘-氚聚變僅產生短壽命的中子輻射，不會產生長壽命的放射性廢棄物。
核融合產業：成長動力與挑戰
成長動力
- 產業對工具的需求不斷增加：核融合市場對專用工具和基礎設施的需求不斷增長，這對於聚變反應器的建造和維護至關重要。製造聚變反應器組件面臨許多挑戰，例如開發能夠承受極端高溫和中子輻射的材料、管理強烈的熱排放以及實現精確的工程公差。這是由聚變技術複雜的設計和操作要求所驅動的，其中精密設計的工具對於實現持續聚變反應的基本條件至關重要。
核融合專用工具的開發和生產在增強材料科學和工程、同時加強產業供應鏈生態系統方面發揮著至關重要的作用。例如，英國原子能管理局 (UKAEA) 正在與產業合作夥伴合作，利用下一代數位工具加速聚變發電廠設計，旨在提高設計整合和效率。
這提高了聚變工廠的營運效率和安全性，從而透過增加投資和跨產業合作來推動核融合市場。例如，用於處理面向等離子體的零件的高精度機器人系統的進步顯著提高了反應器的性能和壽命。 General Atomic 和 Tokamak Energy 等公司處於開發此類創新解決方案的前沿。
- 第四代技術的進步：核能的突然飛躍比以前的技術提供了更高的安全性、效率和可持續性。這些增強功能對於核融合市場最為重要，因為傳統反應器會產生長壽命的放射性廢棄物，需要長期安全儲存。此外，傳統反應器僅使用核燃料中潛在能量的一小部分，導致效率低下，確保反應器安全以防止事故一直是核能領域的關鍵問題。解決廢棄物管理、燃油效率和操作安全等長期存在的挑戰，推動了第四代技術的進步。
將第四代技術整合到聚變反應器中提高了其可行性和吸引力，從而增加了研發投資並促進了核融合市場的擴張。例如，鈉冷快堆（SFR）旨在消耗乏核燃料中的錒系元素，從而最大限度地減少長期放射性廢物。超高溫反應器（VHTR）採用固有的安全特性，例如負溫度係數，如果溫度過度升高，反應器的功率輸出自然會降低。
中國TR-PM是小型模組化核反應器。它是一座（HTGR）高溫氣體冷卻器球床第四代反應堆，於2021年12月開始發電，並於2023年底進入商業運行，世界上第一個運行的第四代反應堆展示了增強核技術在提高反應器安全性和效率方面的潛力。
同樣，TerraPower 開發的鈉反應器將鈉快堆與熔鹽儲能係統結合，體現了第四代技術進步徹底改變能源生產的潛力。第四代技術的整合以及增強和整合技術的發展營造了一個充滿活力的創新環境，吸引了政府、私人投資者和致力於塑造能源生產未來的國際合作的興趣。
挑戰
- 核能成本高：核融合技術的高昂成本仍是其廣泛採用和核融合市場擴張的主要障礙。聚變反應器的發展需要大量的資本投資，不僅用於建設，還用於廣泛的研究和開發。這些高成本源自於技術的複雜性、對能夠承受極端條件的增強材料的必要性，以及反應器從概念過渡到營運開發所需的漫長時間。
因此，與更成熟和更具成本效益的再生能源相比，高昂的財務負擔使核融合處於競爭劣勢。因此，隨著投資者和政府評估核融合項目對替代能源發電方法的經濟可行性，核融合市場的成長受到限制。
- 實現永續聚變的技術挑戰：實現產生的能量多於消耗的能量的受控核融合反應仍然是一項重大的技術挑戰。維持聚變所需的極端溫度和壓力非常複雜，目前的技術尚未實現穩定、連續的淨能量增益，這是實用和可擴展能源生產的重要里程碑。這項核心挑戰阻礙了從實驗性聚變反應器向作業系統的過渡，推遲了開發時間表，並引發了人們對聚變作為可靠能源的可行性的擔憂。
核融合市場：主要見解
|
基準年 |
2024年 |
|
預測年份 |
2025-2037 |
|
複合年增長率 |
5.1% |
|
基準年市場規模（2024 年） |
3316億美元 |
|
預測年度市場規模（2037 年） |
6338億美元 |
|
區域範圍 |
|
核融合分段
技術（慣性約束與磁性約束）
預計到 2037 年，慣性約束領域將佔據超過 72.1% 的核融合市場份額。在慣性約束聚變中，設備使用雷射或離子束等強能源，將含有氘氚 9D-T）燃料的小球形顆粒快速壓縮到極高的密度。這種壓縮產生衝擊波，加熱燃料，當達到臨界閾值時，就會發生點火，導致聚變反應。美國國家點火裝置 (NIF) 於 2021 年 8 月在這一領域取得了顯著進展，宣布聚變產量達到 1.3 兆焦耳 (MJ)，這代表著在實現點火方面取得了相當大的進步。
在採用 ICF 的概念聚變發電廠中，該過程將涉及燃料芯塊的快速重複點火，可能每秒多次。這些聚變反應產生的巨大熱量隨後會硬化產生蒸汽，進而驅動渦輪機發電。這種方法旨在複製太陽能的能源生產機制，為未來提供幾乎無限的清潔能源的前景。
另一方面，在預測期內，磁約束佔據了核融合市場 27.1% 的份額。磁性系統使用電磁體將等離子體限制在環形（環形）室內。在託卡馬克中，等離子體被加熱到超過 1 億攝氏度的溫度，正如中國所展示的那樣。實驗先進超導託卡馬克 (EAST)，可將這樣的溫度保持超過 1000 秒。加熱方法包括在等離子體體內施加強電流並採用微波加熱等輔助系統。例如，ITER 專案計劃使用電子迴旋共振加熱 (ECRH) 系統，利用高強度電磁輻射加熱等離子體中的電子。
在聚變過程中，等離子體會達到極高的溫度，需要有效的限制以維持高穩定性和效率。磁場特別適合此目的，因為帶電離子和電子自然地遵循磁場線，從而防止能量損失。為了避免與反應器壁接觸而導致散熱和能量損失，等離子體被限制在環形磁場內。
為了達到最佳限制，將極向場分量疊加在環形場上，形成有效包含和控制等離子體的螺旋磁結構。憑藉其經過驗證的持續進步解決方案，慣性限制是解決全球能源需求的潛在解決方案中最重要的。技術領域的普遍實力體現了公共和私人投資者之間的信任。
燃料（氘/氚、氘、氘和 Hel-3、質子硼）
氘和氚都是氫的重同位素，是核融合反應的主要燃料。氘約佔天然氫的0.0312%，可以從海水中有效提取，使其成為幾乎取之不盡的資源。另一方面，氚由於半衰期短（12.3 年）而十分稀少。然而，它可以在聚變反應器中合成，透過與聚變過程中產生的中子反應從鋰中產生它。氘和氦 3 是地球上的稀有同位素，需要從地外來源提取或透過其他核反應生產。
該研究的目標是在未來利用質子-硼-11 聚變反應，因為它不會直接產生中子，但可能會發生一些反應。理論上，1 公升水中所含的氘所產生的能量相當於 300 公升石油燃燒所產生的能量。這種巨大的能源潛力意味著地球海洋擁有足夠的氘儲量，可以維持全球數百萬年的能源需求。
我們對全球核融合市場的深入分析包括以下：
|
技術 |
|
|
燃料 |
|
想根据您的需求定制此研究报告吗？我们的研究团队将涵盖您需要的信息，帮助您做出有效的商业决策。
定制此报告核融合工業 - 地區概要
歐洲市場統計
到 2037 年，歐洲核融合市場將佔據超過 35.9% 的收入份額。在法國 ITER 計畫等合作的推動下，它仍然處於核融合研究的前沿。核融合將成為本世紀下半葉的主要能源，如果資源管理得當，歐洲將處於領先地位。在法國和德國，各種商店的電氣化程度不斷提高，包括交通、太空冷氣、大型電器以及資訊和資訊服務，從而推動了電力需求的成長。通訊技術 (ICT)。
在擴大電力供應方面取得了重大進展，將佔全球人口 11% 以上的無電人口數量降至 10 億以下，特別是在農村地區。歐盟委員會發布能源2050路線圖，強調核電是能源轉型的基本組成。這強調了核能在提供低碳電力、同時保持成本效率方面發揮著至關重要的作用。此外，它還概述了透過整合核能、再生能源、碳捕獲與封存（CCS）實現溫室氣體排放減少 80% 的 5 種情境。在所有情境中，預計電力將發揮越來越大的主導作用，其在最終核能消耗中的份額幾乎增加一倍。歐盟致力於實現電網平價和永續能源發電的大量投資進一步鞏固了這一領先地位。
亞太市場分析
在人口增長和中國和印度等發展中國家經濟擴張的推動下，未來幾十年全球能源需求預計將大幅增長。核電在滿足這一需求方面發揮著至關重要的作用，提供可靠的基本負載電力來源，同時解決對全球氣候變遷的擔憂。作為一種低碳能源，與再生能源相比，核電是每單位能源生命週期溫室氣體排放量最低的能源之一。與化石燃料發電不同，核能在其生命週期中產生的溫室氣體排放量極低，使其成為緩解氣候變遷策略的關鍵組成部分。
主導核融合領域的公司
- Zap 能量
- 公司概覽
- 商業策略
- 主要產品
- 財務表現
- 關鍵績效指標
- 風險分析
- 近期發展
- 區域業務
- SWOT 分析
- TAE 技術
- 英聯邦融合
- Helion 能源
- 洛克希德馬丁公司
- Hyperjet Fusion
- 漫威融合
- 第一類能量
- HB11
- 烈火聚變能量
領先企業正在利用緊湊型聚變反應器的創新方法和增強型磁約束技術來維持聚變發電的可行性和可擴展性。吸引大量公共和私人投資者。他們的專業知識和基礎設施使他們處於推動聚變能源實際實施的最前線。
In the News
- 2025 年 2 月，私募股權公司 Pine Island New Energy Partners (PINEP) 與市場頂級仿星聚變公司 Type One Energy 宣佈建立戰略合作夥伴關係，以加速發展更強大的聚變能源產業供應鏈。隨著全球聚變產業迅速實現商業化，優化和擴大專業組件和先進製造技術供應的需求變得比以往任何時候都更加緊迫。
- 2024 年 6 月，Helion Energy 積極致力於利用聚變能，為華盛頓及其他地區的可持續能源未來做出貢獻。該組織正在開發世界上第一座聚變發電廠之一。目前，Helion Energy 與 Microsoft 和 Nucor 等知名客戶合作，將聚變技術從理論概念轉變為實際應用。
作者致谢: Dhruv Bhatia
- Report ID: 7377
- Published Date: May 02, 2025
- Report Format: PDF, PPT
