中国95%靠进口,美国储量全球第一!我国该如何打破美国垄断?

探古趣谈 2024-10-18 19:12:50

前言

在现代科技的快速发展中,氦气扮演着不可或缺的角色,它的独特性质使其在航空航天、医疗设备、半导体制造等高科技领域广泛应用。

然而,氦气的全球分布极不均衡,美国拥有全球最大的储量,而我国高达95%的氦气都依赖进口,随着需求的不断增长,中国氦气供应的安全性正面临严峻挑战。

究竟是什么原因导致了这种局面?中国又该如何应对这一潜在的供应危机?

氦气

在浩瀚的宇宙中,氦气作为第二丰富的元素,似乎无处不在,但在我们脚下的地球上,这种轻盈的气体却显得格外珍稀。

地球上的氦气主要源自放射性元素铀和钍的衰变过程,每年产生约3000吨,这看似不少,但在地球漫长的历史长河中,氦气的产生速度远远赶不上它逃逸到太空的速度。

正因如此,氦气被认为是唯一真正不可再生的自然资源,其分布也极其不均。

紧随其后的是卡塔尔、阿尔及利亚和俄罗斯,这些国家共同构成了世界氦气资源的主要来源。

相比之下,中国在氦气资源方面的处境则显得有些尴尬,仅有约11亿立方米的储量,占全球储量的2%,而可直接采收量更是只有约0.5亿立方米。

这一数字与中国庞大的需求形成了鲜明对比,凸显了中国在氦气资源上的短板。

在全球氦气供应格局中,中国作为需求量占全球11%的大国,氦气进口依存度高达95%以上,而且需求增速迅猛。

如此稀缺的资源,在现代科技中的应用少还好,可它却在现代科技中无处不在,高度依赖进口的状况,无疑为中国的科技发展埋下了潜在的隐患。

氦气的重要性

从日常生活中常见的气球和飞艇填充,到工业中的气体泄漏检测和焊接保护,氦气都扮演着重要角色。

更为关键的是,氦气独特的低温特性使其成为不可或缺的低温冷却介质。

在航天领域,氦气助力火箭升空;在海洋探索中,它保障深潜器的安全;在能源革命的前沿,氦气为核反应堆提供关键支持。

半导体制造、量子计算机、核磁共振等尖端科技领域,都离不开氦气的身影,特别是在低温学和超导体冷却方面,磁共振成像(MRI)设备的运行,大型强子对撞机的实验,都需要氦气来维持极低温环境。

以欧洲大型强子对撞机为例,每周就需消耗约120吨氦气,如此巨大的消耗量,即便在2023年全球氦气产量达到约1.7亿立方米的背景下,仍然显得十分惊人。

中国的氦气需求

放眼中国,氦气需求呈现出快速增长的态势,2022年,中国氦气需求量达到2414.1万立方米,同比增长10.03%。

2021-2023年需求量的年均复合增长率高达11.18%。这种快速增长带来的直接后果就是价格的飙升。

2022年6月,中国氦气价格一度上涨至420-460元/立方米,涨幅超过300%,给相关产业带来了不小的压力。

作为全球第二大氦气消费国,中国对氦气的需求预计将持续攀升,到2025年,中国的氦气消费量有望达到2500万立方米。

展望未来,氦气的重要性只会与日俱增,预计到2035年,全球氦气需求量将突破3.22亿立方米,较目前高出近一倍。

推动这一增长的主要动力来自人工智能、量子运算、电信、太空及电动车产业的飞速发展。

这些领域的快速进展,特别是相关芯片产业的高速成长,将持续推动氦气需求的大幅增长。

面对如此巨大的需求增长,如何确保氦气供应的稳定性和可持续性,无疑将成为未来科技发展的关键挑战之一。

应对

首先能做的就是积极开发本土氦气资源,在广袤的中国大地上,鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、渭河盆地和长庆气田成为了氦气资源开发的主战场。

然而,挑战也随之而来,这些地区的天然气虽然含有氦气,但浓度普遍很低,仅为0.1%~0.3%,使得氦气的提取如同大海捞针,难度不言而喻。

为了应对氦气短缺的困境,中国科研人员正在多管齐下,开展一系列创新性研究,开发氦气循环使用系统成为了一个重要方向,旨在最大限度地提高氦气的利用效率。

同时,无液氦核磁共振技术的研发也在如火如荼地进行,希望能够减少对液态氦的依赖。

更有甚者,科学家们正在探索从浩瀚的大气中分离氦气的可能性,尽管这个过程充满挑战,但潜力巨大。

另一个重要方向是开发贫氦天然气的高效低成本提取技术,力求在有限的资源中榨取更多的氦气。

在这场氦气资源开发的攻坚战中,中国煤炭科工集团煤科院取得了令人振奋的突破,他们成功应用了首套含氦煤层气提取高纯氦气装置,产出的氦气纯度高达99.999%以上。

这一成就不仅标志着中国在氦气提取技术上迈出了重要一步,更为氦气资源的高效利用开辟了新的途径。

值得一提的是,这项技术的创新之处不仅在于高纯度氦气的提取,更在于其对资源的综合利用。

提取氦气后的煤层气并未被废弃,而是继续用作发电原料气,这种一石二鸟的方法实现了煤层气和氦气资源的高效利用,大大提高了资源的经济价值。

随着技术的不断突破,中国已经完全掌握了含氦煤层气提氦的成套工艺及其工程化技术,无疑为中国应对氦气短缺提供了强有力的技术支撑,也为未来氦气资源的可持续开发指明了方向。

结语

在氦气需求持续攀升的背景下,这些技术创新和资源开发的努力显得尤为重要,它们不仅关乎中国的科技发展和产业升级,更是全球氦气供应链的重要一环。

随着人工智能、量子计算、电动车等新兴产业的快速发展,对氦气的需求只会与日俱增。

中国在氦气资源开发和利用上的每一步进展,都可能对全球氦气市场产生深远影响,也将为中国在未来高科技竞争中赢得更多主动权。

参考:

中国石化新闻网《变废为宝产出高纯度氦气》

齐鲁壹点《全球闹“氨荒”,这种“黄金气体”到底金贵在哪》

国务院国有资产监督管理委员会《新年开新局 实干促发展】有研工研院研制的可提取99.999%以上高纯氦气的氢氦分离装置投入运行》

0 阅读:620
评论列表
  • 2024-10-18 21:01

    [点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞]

探古趣谈

简介:欢迎关注!