中国缺He究竟有多严重？

氦气的广泛用途

在元素周期表里，氦是仅次于氢的 原子量第二小 的元素。也是 氢元素热核聚变的直接产物 ，所以太阳上完全不缺氦，在晚年还会有“氦闪”的可能。

而且氦元素还位于周期表最右边一列，和“氖 氩 氪 氙 氡”同属 惰性气体 。由于本身密度很低，又不能像氢一样形成水等各种化合物，氦作为 单质气体 非常 容易逸出 到大气层之外，长年累月，地球上的氦就 越来越少 了。

氦除了密度和惰性的特点，还是 已知熔点和沸点最低 的元素，并且具有 低溶解度、高导热率 这些独特的物理、化学性质。

这些属性让氦气在 工业各领域应用广泛 。

由于氦气是很轻的惰性气体，不像氢气那样易燃易爆，所以很适合 填充气球和飞艇 。也常用来检测管道、容器、设备内 是否有气体泄漏 。

氦气熔点超低的特点，让它可以在极低温度下保持液态，所以 液氦是一种重要的冷却介质 ，广泛用于冷却超导磁体、核磁共振仪器和激光设备这些高精密仪器。

在 先进制造领域 ，氦还会用于液体燃料火箭、载人深潜、第四代核反应堆、半导体制造、量子计算机、精密分析仪器、核磁共振。

可以说，氦已经是一种 不可或缺的新兴战略资源 。2021年全球对氦气的需求大概是2.04亿ｍ ^３ （2.04×10 ^８ ｍ ^３ ），而且保持着约５％的年增长速度。

储量与产能高度集中

虽然按照最新的勘探结果，全球氦气资源的 挖掘潜力很大 ，但这其实是一个细分且 技术门槛很高 的市场，资源开发严重不足，整体上仍然是 供不应求 。

而且这有限的氦气，还是高度集中于 少数国家 。

目前，全球的工业用氦气基本是从含氦的天然气里提取出来的，所以 氦的生产和天然气高度相关 。据美国地质调查局的数据，截至2021年底，全球氦气总资源量约484亿m ³ （484×10 ⁸ m ³ ），其中美国、卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯四国合计占了 87％ 。

氦气资源量多的国家基本也是天然气巨头▼

氦气的 生产格局 也基本是这样，美国、卡塔尔产量占全球的 80％ ，阿尔及利亚、俄罗斯占 14％ ，还有少量来自澳大利亚和波兰。和他们相比，亚太地区的氦气产量 几乎可以忽略不计 。

！横屏- 全球氦气藏分布与产能格局示意图（2022年）▼

这里面， 美国 无论是资源量还是产量，都是 无可争议的第一 ，美国从上世纪初就开始开发利用氦气。到2012年之前，美国的氦气供应量一直 接近全球的80％ 。

但老美产得多，用得更多，毕竟这种气体多用于高端制造，美国企业本来就是 用氦大户 ，以至于美国的氦气战略储备都快被用光了。2012-2020年，美国氦气供应量从1.33亿m ³ 减至0.83亿m ³ ， 减少了四成 。到2021年，美国氦气供应量进一步降至0.77亿m ³ 。

此消彼长， 卡塔尔的氦气产量在十年间快速增长 ，2021年达到了5100万m ³ （0.51×10 ⁸ m ³ ） ，和第二梯队的阿尔及利亚1400万m ³ 、俄罗斯900万m ³ 相比，可谓 遥遥领先 。

卡塔尔本就是天然气大户，又有美国设备的支持

在生产氦气这件事上有着天然的优势▼

在这四大巨头之外的国家，一方面 受制于探明储量不足 ，一方面也 受限于技术 ，因为氦气提纯的难度非常高，涉及一系列复杂技术，这还不包括储存、运输、使用所需的设备和规范。

由于可开采的氦气通常和天然气混杂在一起，需要通过质量分离等技术，先把“粗氦”从天然气里 提取 出来，再对粗氦进行 精制 ，以美国 AMGAS 在堪萨斯州 Lenexa 的气田为例，其2022年8月以来的天然气日产量大约2832m ³ ，从里面可以提取出14.16m ³ 的氦气。

目前人类提取氦气主要有两条技术路线： 天然气直接提氦 和 液化天然气闪蒸汽提氦 ( LNG-BOG ) 。后者的效率更高，发展潜力巨大，但是对原料气的规模和提取技术 有很高要求 ，而“天然气直接提氦”，才是目前唯一的 工业化获取氦 的方法，。

这条技术路线，又可以分为“ 深冷法 ”和“ 非低温法 ”。

深冷法最为经济有效 ，同时也是氦气液化和运输的最佳方案，主要原理是将净化合格的天然气通过 制冷 ，低温 精馏 获得一次粗氦（这里的“一”发1声），经过进一步 提浓 获得浓度30%-80%的粗氦。再使用 低温吸附或低温冷凝、冷冻法 ，在低压低温的环境下 去除 粗氦中的杂质气体，再通过氦液化器把高纯度的氦气 液化 。

近几年，“非低温法”，也就是“常温法”提氦，已经研发成功，这就要用到 膜法 了！操作方式主要是 多级膜法、多级变压吸附 、或者 膜法＋多级变压吸附 。但这套操作的功耗太高、工艺复杂，还不适合大规模提氦。

综上所述，氦气在现代工业中 用途广泛 ，但是储量与产能却高度集中，提纯、液化的 技术门槛也很高 ，这就必然导致供不应求。

中国缺氦，怎么办？

而供需矛盾最紧张的就是咱们国家了。目前我国已经是 世界上最大的氦气消费国之一 ，但是 严重依赖进口 ，近年来对外依存度高达95％以上。

而且随着我国科学研究、医疗技术和高科技产业的发展，对高纯度氦气的 需求越来越大 。

2017年以来，中国的氦气进口量长期保持在2000万m ³ 以上（2000×10 ⁴ m ³ ），2018年进口量高达2311万m ³ （2311×10 ⁴ m ³ ），约占全球氦气产量的14.4％， 对外依存度98.51％ 。(2018年全球产量1.6亿立方米)

2014-2021年中国氦气产量与进口量走势图▼

由于全球的 产氦大国 就那么几家，所以中国进口也没啥选择余地，主要来自 卡塔尔、美国和澳大利亚 ，少量来自 俄罗斯 。

在企业层面，我们进口的氦气主要来自 “六大”外资 ，包括林德、液化空气、空气化工、岩谷产业株式会社、大阳日酸株式会社和吴江梅塞尔，这六家占了总进口量的82％。

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2020年以后，由于产量、船运、关税等原因， 来自美国的进口快速减少 ，直接 制约 了中国的氦气进口量。

作为替代， 来自卡塔尔的氦气 弥补了美国的缺口，2021年，卡塔尔对我国出口了1684万ｍ ^３ 氦气，占了82％。

中国对卡塔尔氦气依赖可以说是很严重了▼

但卡塔尔的氦气 价格偏高 ，技术与设备其实都来自美国，美国如果想的话，也一样能 卡住卡塔尔这条路 。

而且除了氦气的气源，氦气液化器和液氦罐箱的制造商也基本是 美国企业 ，为了便于 垄断 气源，再加上自身产能不足，他们就长期 限制 对中国供货。这些因素，都导致中国在氦气方面 很容易被“卡脖子” 。