中国95%氦气依赖进口,被美国“卡脖子”?我们该如何走出困境?

蝉说春秋 2024-02-12 18:30:43

元素周期表完整版或许没几个人背的出来,但前5位却一直印象深刻,分别是氢(H)、氦(He)、锂(Li)、铍(Be)、硼(B)。

其中氦元素排第2,它是除了氢气外最轻的气体,按照正常逻辑来讲,氦元素在宇宙中的数量太多了,事实也是如此,氦元素是宇宙中含量第二高的元素,占全宇宙元素质量约20%,超过其他原子总和12倍。

但意外的是,中国约95%的氦气都严重依赖进口,并且深受美国影响,说氦气被美国“卡脖子”也没大问题。

氦气到底有什么作用?

氦气堪称气体界的“稀土”,咱们回家过年都见过卖气球的吧,之所以能飘起来,是因为里面填充的气体很轻,或许有人觉得这是句废话。

然而,原本的气球叫“轻气球”,里面填充的是氦气,虽然作为惰性气体的氦气安全性特别高,但是氦气太贵,气球卖不出去,所以后来往里面充了“氢气”,氢气特别便宜,但很容易爆炸,所以各位家长在买氢气球时,一定要注意安全!

当然了,氦气的作用远不止用来制作气球这么简单,氦气是沸点最低的气体,为零下268.93℃,接近宇宙绝对零度-273.15℃。

液氦的制冷性能非常卓越,超导体在超低温状态下才具备卓越的超导性,所以液氦在超导体行业至关重要,例如医疗用的核磁共振,甚至对撞机,核反应堆的冷却同理。

在航天领域,氦气因为具备良好的惰性,除了能对焊接处进行冷却外,还能防止其发生氧化反应,并且氦气还能充当航天器的液态系统气密剂。

此外,潜水员在水下执行任务,氧气瓶中不能充纯氧,氧气含量超过40%会引起潜水员不适,所以氦气也可以用来和氧气混合,减少氧气罐内部压强,让潜水员安全的执行水下任务。

氦气的作用还有很多,从以上的冰山一角来看,氦气对一个国家的航空航天、工业等至关重要的发展领域,都存在非常重大的价值意义。

美国凭什么能垄断氦气?

正是由于氦气太轻,导致氦气在宇宙中含量特别高,但在地球上没多少,而且早期地球上氦气都“逃”走了。

从某种程度来讲,氦气属于不可再生资源,但美国的运气很好,1903年,美国在堪萨斯州一座大型油气田中开采出大量氦气。

后来随着科技发展,美国发现氦气的作用还挺多,并且用到氦气的领域都很关键,所以没过多久,美国就开始研究氦气的提炼和正确使用方法,并鼓励私企开采氦气,但前提是开采得到的氦气只能卖给国家,至此,氦气被贴上了战略物资标签。

在后续研发中,美国成功研制出氦气分离技术,是全球首个掌握工业制纯氦的国家,简而言之,美国不仅氦气原材料多,氦气成品也多,例如2020年,美国氦气产量高达6100万立方米,占全球产量的44%,位居世界第一。

有些国家虽然国内也有不低的氦气,但分离提纯技术没有,所以在国际氦气市场上,美国的话语权很大,他们完全可以通过限制氦气出口的方式,来卡其他氦气需求国的“脖子”。

运气不太好,截至目前,我们国内并没有多少氦气,储量仅占世界氦气资源的2%左右,并且95%的氦气都需要进口。

虽然从氦气进口量来看,中国从美国采购的氦气进口量为26%,低于卡塔尔的61%,并且还有其他国家,例如澳大利亚,但正如上文所言,提炼氦气是个技术活,卡塔尔不具备独立提炼氦气的技术,一旦美国限制出口提炼技术,全球氦气市场必然迎来动荡。

中国氦气如何走出困境?

氦气让我想到了稀土,都是从无到有的过程,虽然国内氦气储量少,可一旦突破氦气提炼技术,我们就能迎来突破,就像稀土一样,只要掌握核心技术,原材料储量多少反而不是什么大问题。

随着中国科学家日以继夜的研究,惊喜的发现天然气废料中可以提取氦气。

2020年7月,中国在宁夏盐池县建造的第一座大型氦气厂正式运行。

虽然这座工厂的氦气年产量仅有20吨,离每年4300多吨的需求量还有很大一段距离,但我们总算走出了第一步,并且如果建造100座氦气工厂,只要有足够的原材料,我们就能提取出约2000吨氦气。

最近又传来喜讯,中国科学家完全掌握了煤层气提氦工艺技术,在煤层中提取氦气的纯度,从0.1%提高至99.999%以上。

2022年,中国氦气进口量为2209.1万立方米。

2022年,中国氦气年产量为195万立方米。

虽然看似产量和需求差的很多,但2018年,中国氦气产量仅有35万立方米,从数据不难看出,我国氦气对外依赖度正在逐步降低,期待在不久的将来,我们能继续不断突破核心技术,早日实现“氦气自由”。

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蝉说春秋

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