增材制造正在能源领域从试验阶段迈向核心生产流程。最明显的指标是直接零部件生产（而非原型制作）带来的收入增长势头，覆盖核能、石油天然气及可再生能源等多个细分领域。

VoxelMatters市场数据显示，2023年能源领域增材制造硬件、材料及服务总支出达5.81亿美元，2024年增至7.09亿美元，同比增长22.1%。其中金属技术成为价值创造的主要驱动力，运营商正为涡轮机、反应堆和井下系统打印功能部件。金属增材制造收入从2023年的3.35亿美元增长至2024年的4.2亿美元（增幅25.2%），聚合物技术则从2.45亿美元增至2.89亿美元（增幅17.9%）。

市场数据与增长动因
硬件是衡量持续采用程度的关键指标。金属硬件收入从2023年的2.02亿美元增至2024年的2.52亿美元（增长24.8%），反映出认证中心与运营商设施中生产级系统的部署加速。长期展望显示，随着设备集群扩大与使用率提升，金属硬件将以23.6%的年复合增长率，预计到2034年达到21亿美元规模。

材料消耗增速更快，标志着系列化生产趋势。金属材料收入在2024年增长48.5%至4400万美元，预计以34.2%的年复合增长率在2034年达到8.29亿美元，这与高温耐腐蚀工况所需认证高温合金及不锈钢用量增长趋势一致。

服务在认证与数字化库存管理方面保持战略重要性。金属增材制造服务2024年增长19.2%至1.24亿美元，预计以34.3%的年复合增长率在2034年达23.8亿美元，这得益于部件验证、无损检测及全设备集群变更管理能力的提升。在聚合物领域，服务目前占该细分市场近60%，从2023年的1.43亿美元增至2024年的1.73亿美元，预计2034年将超11亿美元。

这种分化反映了能源运营商对两类技术的差异化应用：金属增材制造用于热端部件与压力边界部件，聚合物增材制造则用于工装夹具、气动测试件、外壳及物流辅助设备。

结构性因素促使能源领域增速超越相邻行业：首先，该行业资产在高温高机械载荷下运行，具有定制化几何形状与长服役周期特点，老旧核电机组与成熟燃气轮机的备件淘汰管理正推动增材制造应用；其次，偏远与海上设施高昂的停机与物流成本，使得分布式按需制造更具经济吸引力；第三，可再生能源建设与电网级储能带来的新形态设计与传热挑战，极大受益于增材制造的流热优化设计能力。

核能领域的增材制造部署
在核能领域，增材制造同时瞄准延寿与新建设项目。西屋电气已将增材制造纳入燃料与电厂部件战略，在沸水堆中安装3D打印防碎屑过滤器；法马通已将多款增材制造部件投入商用，包括在福斯马克核电站3号机组部署的激光粉末床熔融不锈钢燃料组件；BWX技术公司与橡树岭国家实验室合作开发高温耐火部件，并探索适应反应堆特定约束的粘结剂喷射燃料形态。

油气行业的增材制造实践
油气运营商正利用增材制造最大限度减少停机、加速现场维修并整合部件。康菲石油在阿拉斯加测试了打印燃烧器插件与阀门；壳牌在阿姆斯特丹能源转型园区研发镍基718微混合器，并与合作伙伴交付了用于在役管线的电弧增材制造修复夹具；Equinor采用大尺寸电弧增材制造与数字化仓储保障海上资产运行；贝克休斯通过PEEK线材研究实现部件整合，设计出集成流道的一体化缓冲管。

区域性增材制造生态在中东等地加速形成。沙特国家增材制造创新公司正构建本地化油气供应链网络；JOME工程公司将不锈钢阀门生产从铸造转向金属3D打印，交付周期从约两个月缩短至48小时内；Roboze与ASRY在巴林合作建设面向海事与能源客户的智能工厂。

可再生能源的效率提升
可再生能源领域呈现不同的技术约束，增材制造正同时应用于土木结构与热端部件。GE Vernova与voxeljet联合开发了可打印9.5米砂型铸造大型涡轮部件的粘结剂喷射系统；美国国家可再生能源实验室等机构正测试可回收热塑性塑料与大尺寸挤出技术用于风电叶片；西门子能源自2017年测试打印涡轮叶片以来，已形成涵盖激光粉末床熔融修复、电弧增材制造及混合修复技术的完整体系。

核聚变领域的增材制造应用
虽然核聚变商业化时间表仍不确定，但增材制造已成为多数私营开发商的必备工具。Commonwealth Fusion Systems正通过高场超导磁体研发紧凑型托卡马克装置；托卡马克能源2022年在球形托卡马克中实现1亿摄氏度等离子体里程碑；Type One Energy正利用大尺寸金属增材制造生产复杂线圈与支撑结构以降低仿星器几何风险；近期完成1.48亿美元融资的Proxima Fusion公司也正使用增材制造建造首台商业仿星器。

传统制造方法难以满足仿星器线圈与支撑结构的复杂几何要求，而增材制造通过直接构建精密聚合物、复合材料或金属结构突破这一瓶颈。在UST-2仿星器研发中，3D打印的聚合物复合线圈骨架经树脂填充后精度优于0.3毫米；EPOS仿星器线圈测试表明，3D打印铝结构能在预定范围内保持位置精度与磁性能。