一声警报,一条价值千亿的半导体产线可能就得停摆;医院里排着长队的核磁共振检查,可能因为设备过热而无限期推迟;准备奔赴星辰大海的火箭,也可能因缺少一种关键气体而停在发射架上。

这不是危言耸听,而是缺少氦气后,我们可能面临的真实场景。

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氦气,这个听起来有点“飘”的名字,却是支撑起现代尖端科技的“黄金气体”。

它既是芯片制造中不可或缺的“气体芯片”,也是医疗、航天和前沿科研的“命脉”。

然而,就是这么重要的战略资源,我们的处境却一度非常尴尬:

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美国的探明储量高达171亿立方米,占了全球的三分之一还多,而我们仅占全球的2%,进口依赖度曾一度飙升至95%!

这就好比一桌人打牌,最大的那张王牌,一直攥在别人手里。

很多人都在问,万一哪天美国“断供”,我们该怎么办?

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不行就买别人家的

过去,我们买氦气,主要得看美国的脸色。

毕竟人家起步早,从上世纪20年代就把氦气收归国有,建立了全球最大的战略储备库,还牢牢掌控着核心的提纯技术和设备。

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2021年的时候,我们进口的氦气里,还有近六成来自美国。

这种高度集中的采购渠道,风险不言而喻。

一旦供应链风吹草动,国内市场价格就会剧烈波动,液氦价格从每升80元人民币飙到400元的情景,至今还让不少业内人士心有余悸。

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我们真的就只能束手待毙吗?

答案显然是否定的。

我们的应对策略,直接、有效,甚至可以说有点“釜底抽薪”的味道——既然你这个卖家不稳定,那我就换个更靠谱的。

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这个策略的转向非常迅速且坚决。

数据是最好的证明:从美国进口的氦气份额,从2021年的高位一路狂跌,到2023年只剩下9.7%,今年(2025年)第一季度更是降到了惊人的1.78%!

可以说,我们主动完成了供应链的“去美国化”。

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那么,空出来的巨大市场份额被谁填补了呢?

首当其冲是中东的“油气土豪”卡塔尔。

卡塔尔凭借其巨大的天然气田伴生氦气资源,迅速成为全球氦气市场的新主角。

2023年,卡塔尔已经占据了我们进口来源的80%以上。

更重要的是,今年2月,广钢气体与卡塔尔能源公司签订了一份长达20年的长期供应协议。

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这份协议的意义非同小可,它意味着我们未来二十年的氦气供应有了稳定可靠的保障,不再是过去那种“打零工”式的短期采购,而是建立起了“长期合作伙伴”关系,大大降低了市场不确定性。

另一个异军突起的新伙伴,是我们的邻居俄罗斯。

俄罗斯的阿穆尔天然气处理厂产能正在逐步释放,这座超级工厂被誉为全球最大的氦气生产中心之一。

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今年,来自俄罗斯的氦气已经占到了我们进口总量的33.4%,明年预计将攀升至43%。

更具战略意义的是,俄罗斯的氦气可以通过陆路管道运输,相比海运,成本更低,运输也更安全稳定,不易受到地缘政治和海上通道的干扰。

通过主动拥抱卡塔尔和俄罗斯,我们不仅化解了对单一来源的依赖,还形成了一个“一东一西、一海一陆”的多元化供应新格局。

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这种供应链的重塑,是我们在氦气博弈中,走出的第一步,也是最关键的一步棋。

它让我们从被动等待别人的报价,变成了可以主动选择和谈判的买家。

从地底到实验室的绝地反击

当然,把希望完全寄托在别人身上,终究不是长久之计。

真正的安全感,必须源于自身的强大。

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在积极开拓国际市场的同时,一场关乎“氦气自由”的本土攻坚战,也早已在祖国的大地上悄然打响,而且战果累累。

过去我们总说自己是“贫氦国”,资源禀赋差,天然气里的氦含量普遍低于0.2%,开采难度大、成本高。

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但这个帽子,正在被我们亲手摘掉。

2024年4月,自然资源部公布了一个振奋人心的消息:在新一轮的全国找矿行动中,我们新增了氦气地质储量40.7亿立方米!

这是什么概念?

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这相当于全球一年消费总量的4倍多!

在陕西、四川、内蒙古等地发现的多个大型气田,直接将我们的资源保障期从过去令人揪心的不足3个月,延长到了近13年。

更惊喜的是,我们还在陕西渭南发现了罕见的“独立氦气藏”,在青海发现了储量巨大的特大氦富气田

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这些勘探上的重大突破,彻底改变了我们对自身氦气资源的认知,证明了我们脚下的土地并非“贫氦”,只是过去我们没有找到打开宝库的钥匙。

找到了宝藏,还得有能力把它取出来。

这就要靠技术了。

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美国之所以能长期“卡脖子”,很大程度上就是垄断了从低浓度气体中高效提纯高纯度氦气的核心技术和设备。

而现在,这层技术壁垒正在被我们一块块敲碎。

就在今年8月,一个标志性的事件发生了:我们首套完全国产化的6N9级(纯度高达99.99997%)超纯氦提取装置在延安成功投产!

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这标志着我们彻底打破了美国在超高纯氦气提纯领域的技术垄断。

不仅如此,我们的技术路线还更加多元化。

煤炭科工集团实现了从浓度仅为0.008%的煤层气中提取出6N级(99.9999%)高纯氦气,这简直是“沙里淘金”的技术奇迹。

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中石化则在重庆的液化天然气工厂,从LNG尾气中成功提取出高纯度氦气。

这些技术突破的意义在于,我们不仅能开采新发现的富氦气田,还能把过去认为没有经济价值的“废气”、“贫气”变废为宝,极大地拓展了我们获取氦气的来源。

国产氦气的年产量,也从2018年自给率不足3%,提升到了去年的350万立方米,今年预计将进一步提升,自给率有望在年底达到30%。

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按照规划,到2028年,我们的进口依存度要降到60%以下。

更深层次的布局,是在替代和回收技术上。

中科院物理所参与的团队去年在《Nature》上发表成果,发现了一种无需液氦就能实现超低温环境的量子磁性材料。

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上海交大研发的氢氦混合气体技术,能将部分场景的成本降低60%。

同时,在消耗氦气最大的半导体行业,我们的工厂氦气回收率已经超过了90%。

这一系列“节流”措施,与“开源”的努力相辅相成,共同构筑起一道坚实的技术防线。

参考资料:
瞭望 | 氦气对外依存度超过95%,国产化核心技术突破进展如何——专访中国科学院院士张锁江
2023-04-04 14:01·新华社