报告概览

全球聚变能源市场规模预计将从 2024 年的3041 亿美元增至 2034 年的5550 亿美元左右，在预测期内以复合年增长率 6.2%的速度增长2025 年至 2034 年。

聚变能源代表了全球追求可持续和碳中和能源的变革前沿。与传统的核裂变不同，聚变结合了氘和氚等轻原子核，释放大量能量，而不产生长寿命的放射性废物。这一过程有望提供丰富、安全和清洁的能源供应，解决能源安全和环境问题。

聚变能源领域已吸引了超过71亿美元的总投资，仅在过去一年就新增了9亿美元投资。政府资助也显着增加增加，一年内增长57%，达到 4.26 亿美元。这种投资的激增凸显了人们对聚变技术满足未来能源需求的潜力的信心不断增强。

世界各地的政府举措正在促进聚变能源的发展。英国政府承诺斥资 4.1 亿英镑支持核聚变能源，目标是到 2040 年建设领先的聚变发电项目。同样，欧盟的净零工业法案将聚变指定为一项战略技术，释放更多融资机会并加强其在欧洲清洁能源战略中的作用。

在国际上，中国已成为聚变能源领域的重要参与者，据报道投资了约 15 亿美元每年——几乎是美国政府核聚变预算的两倍。中国积极的投资战略包括开发最先进的设施例如耗资 5.7 亿美元的聚变技术综合研究设施 (CRAFT) 和雄心勃勃的中国聚变工程试验堆 (CFETR)。

主要要点

• 聚变能源市场 规模预计将在5550 亿美元左右到 2034 年，预计将在 2024 年3041 亿美元的基础上，以复合年增长率 6.2% 的速度增长。
• 磁约束在全球聚变能源领域占据主导市场地位，占据超过56.3%的市场份额。
• 氘氚 (D-T)在聚变能市场中占据主导地位，占总市场份额超过63.5%。
• 欧洲在全球聚变能市场中占据主导地位，占据44.4%市场份额，相当于约1350亿美元2024 年。

按技术划分

由于其在大规模聚变实验中经过验证的效率，磁约束在 2024 年占据领先地位，占 56.3%

2024 年，磁约束在全球聚变能源领域占据了主导市场地位，占据了超过56.3% 份额。这一领先地位很大程度上归功于其在国际热核实验反应堆 (ITER) 等重大国际项目中的既定应用，该项目代表了目前正在进行的最先进的聚变计划。

磁约束利用强大的磁场将等离子体限制在限定的空间内，防止其接触反应堆壁，并使温度达到超过 1 亿摄氏度，这是持续聚变所必需的条件。

By燃料

氘氚燃料由于其高可靠性，到 2024 年将占据主导地位，占 63.5% 的份额高能量产率和研究成熟度

2024年，氘氚（D-T）在聚变能市场占据主导地位，占总市场份额63.5%以上。这一领先地位主要归功于与其他燃料组合相比，D-T 聚变反应的高反应效率和相对较低的点火温度。

氘和氚都是氢的同位素，组合时可产生已知最高的聚变能量，每个反应约 17.6 MeV（百万电子伏），这使它们成为全球大多数实验和原型聚变反应堆的首选燃料选择。

主要细分市场

按技术划分

• 惯性约束
• 磁约束

按燃料划分

• 氘氚
• 氘
• 氘氦3
• 质子硼
• 其他

驱动程序

政府主导的聚变能源计划推动市场增长

聚变能源市场扩张的重要推动力是世界各国政府的大力支持和战略举措。这些努力不仅加速了研究和开发，还为聚变能源的商业化奠定了基础。
在美国，能源部 (DOE) 制定了一项名为“商业聚变能源大胆十年愿景”的综合计划。

该战略围绕三个核心支柱构建：缩小科学和技术差距以实现聚变试点工厂，为可持续和公平的商业部署做好准备，以及培育外部伙伴关系。美国能源部的承诺在其 2024 年聚变能源战略中得到了体现，该战略强调与私营部门合作，加快开发商业上可行的聚变能源解决方案

此外，能源部还启动了基于里程碑的聚变开发计划，在 18 个月的时间内向 8 家私营公司拨款 4600 万美元。该计划旨在支持开发聚变发电厂所需的设计和研究工作，总体目标是在十年内展示试点规模的聚变。

在国际上，合作努力也正在获得动力。美国和日本宣布建立联合伙伴关系，加速核聚变的开发和商业化。此次合作的重点是解决科学和技术挑战，促进两国大学、国家实验室和私营公司之间的合作。

限制

高昂的资本成本和材料挑战阻碍聚变能商业化

聚变能市场面临的主要障碍之一是大量的资本投资研究、开发和基础设施所需。法国国际热核实验反应堆 (ITER) 等项目就是这一挑战的例证。 ITER 的预计成本最初估计为 60 亿欧元，现已升至 18 至 220 亿欧元，一些估计数字高达 45 至 650 亿美元。这些财务需求对及时实现商业聚变能源构成了重大障碍。

除了财务限制之外，聚变行业还面临着材料科学的挑战。聚变反应堆必须承受极端条件，包括高温和强烈的中子辐射。面向等离子体的组件中使用的材料（例如钨）容易受到侵蚀、破裂和脆化。这些问题不仅会影响反应堆的使用寿命，还会增加维护成本并使反应堆设计复杂化。

此外，与其他能源相比，聚变的平准化能源成本 (LCOE) 仍然很高来源。据估计，要使核聚变在 2040 年以后具有竞争力，成本需要保持在每兆瓦时 80-100 美元或以下。实现这一目标具有挑战性，特别是对于早期聚变发电厂而言，可能面临更高的运营和维护费用。

机遇

政府和私营部门投资推动聚变能源市场增长

聚变能源市场的一个重大增长机会在于政府机构和私营企业不断增加的投资。到 2024 年，美国能源部 (DOE) 每年拨款约 15 亿美元用于聚变研究，其中 6.9 亿美元专门用于惯性约束聚变项目。这笔巨额资金突显了美国政府对推进聚变能源技术并加速其商业化的承诺。

与此同时，私营部门投资激增，参考人们对聚变能的潜力越来越有信心。聚变行业协会报告称，到2024年，聚变行业的总投资将增至71亿美元以上，自上一年以来新增资金注入超过9亿美元。这些资本的涌入不仅加强了研发工作，还创造了1000多个新就业岗位，表明该行业的经济足迹不断扩大。

在国际上，德国和韩国等国家也加大了对聚变能源的支持力度。德国承诺在五年内投入 14 亿美元用于聚变发电厂的合作研究和开发，而韩国承诺在十年内投入 9 亿美元用于开发聚变驱动的工业生态系统。

趋势

创新聚变技术和全球合作推动市场势头

塑造 2024 年聚变能源市场的一个重要趋势是s迫切需要创新的融合技术以及强有力的全球合作。这种协同作用正在推动该行业更接近实现实用的聚变能源解决方案。

在美国，能源部 (DOE) 概述了 2024 年全面的聚变能源战略，强调缩小科技差距的重要性，以实现私营部门主导和政府支持的商业相关聚变试点工厂的示范。该战略围绕推进研究和开发、为可持续商业部署做好准备以及培育外部合作伙伴关系三大支柱构建。

国际上正在进行大量投资以加速聚变能源的开发。例如，德国已承诺在五年内投入 14 亿美元来支持聚变发电厂的合作研究和开发。同样，韩国承诺在十年内投入 9 亿美元用于开发打造融合驱动的工业生态系统。

私营部门的参与也在加强。聚变行业协会报告称，到2024年，聚变行业的总投资将增至超过71亿美元，自上一年以来注入的新资金超过9亿美元。这种资本的涌入不仅加强了研发工作，还创造了超过 1,000 个新就业岗位，表明该行业的经济足迹不断扩大。

区域分析

欧洲以 44.4% 的份额引领聚变能源市场，价值 1,350 亿美元到 2024 年

欧洲在全球聚变能源市场中占据主导地位，占据44.4%的市场份额，截至 2024 年约为1350 亿美元。这种领先地位的基础是对研究基础设施的大量投资，战略性的公私合作以及旨在实现碳中和的强有力的政策框架。欧盟的承诺体现在其参与位于法国卡达拉什的国际热核实验反应堆 (ITER) 项目，该项目是全球最雄心勃勃的能源项目之一。

欧盟委员会阐明了聚变能源的明确愿景，认识到其为满足能源需求提供安全、经济高效和可持续解决方案的潜力。这一愿景通过 EUROfusion 等举措得以实施，EUROfusion 是一个协调 25 个欧盟国家、英国、瑞士和乌克兰聚变研究的联盟。 EUROfusion 的努力与实现聚变能源的欧洲研究路线图保持一致，旨在在未来几十年内通过示范聚变发电厂 (DEMO) 向电网输送电力。

关键地区和国家

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 法国
  • 英国
  • 西班牙
  • 意大利
  • 欧洲其他地区
• 亚洲太平洋地区
  • 中国
  • 日本
  • 韩国
  • 印度
  • 澳大利亚
  • 亚太地区其他地区
• 拉丁美洲
  • 巴西
  • 墨西哥
  • 拉丁地区其他地区美国
• 中东和非洲
  • 海湾合作委员会
  • 南非
  • 中东和非洲其他地区

主要参与者分析

Agni Fusion Energy成立于2017年，总部位于华盛顿州莱西正在开创一种新颖的光束-目标融合方法。该方法涉及将氘离子束引导至氚靶，旨在实现有效的聚变反应。 Agni 的独特设计结合了电场和磁场来创建混合聚变装置，有可能提供更多与传统聚变反应堆相比，这是一种紧凑且经济高效的解决方案。该公司目前正在开发一种概念验证设备，以证明其技术在商业应用中的可行性。

总部位于西雅图的 Avalanche Energy 成立于 2018 年，正在开发称为“Orbitrons”的紧凑型聚变反应堆。这些微聚变装置专为需要便携式和分布式电源的应用而设计，例如远程操作和太空推进。

2023 年，Avalanche 实现了一个重要的里程碑，其第二个原型反应堆达到了 200 kV，标志着当时已知的聚变装置的最高工作电压。该公司已从 Founders Fund 和 Toyota Ventures 等投资者那里获得了超过 4000 万美元的资金，并准备额外筹集 1 亿美元来推进其技术。

Commonwealth Fusion Systems 于 2018 年从麻省理工学院分离出来，处于开发商业聚变能源的前沿。该公司正在建造 SPARC，这是一种紧凑型聚变装置，旨在展示净能量增益，预计将于 2026 年开始运营。CFS 已筹集超过 20 亿美元的资金，使其成为全球资金最充足的聚变初创公司之一。该公司的最终目标是建造 ARC，这是一座电网规模的聚变发电厂，预计发电量为 400 兆瓦，足以为大约 150,000 个家庭供电。

市场上的主要参与者

• Agni Fusion Energy
• Avalanche
• Commonwealth Fusion Systems
• First Light Fusion
• Fusion夏威夷能源解决方案
• General Fusion
• HB11 Energy Holdings Pty Ltd
• Helion Energy Inc.
• Hyperjet Fusion Corporation
• Kyoto Fusioneering Ltd.
• Last Energy
• Lockheed Martin Corporation
• Longview Fusion Energy Systems
• LPP Fusion
• Marvel Fusion
• NearStar Fusion

近期开发

2024 年，First Light 使用桑迪亚国家实验室的 Z Machine 创造了 1.85 兆帕的新压力记录，展示了其放大器技术的潜力。

2025 年，Avalanche Energy 准备在 B 轮融资中筹集高达 1 亿美元的资金，以进一步推进其技术并扩大其业务。