原问题 
：中国缺He事实有多严正？

源头：地球知识局

1869年，中国正俄国迷信大佬门捷列夫宣告了这张早期的事实元素周期表，格式以及如今不太同样 ，多严咱们顺着背一下
，中国正“氢 氦 锂 铍 硼” ，事实会发现这概况少了一个“氦” ，多严这是中国正一种在地球大气中极其罕有的元素，当时还不在表上。事实

现藏于圣彼患上堡门捷列夫博物馆的多严

元素周期表原始手稿

（图 ：wiki）▼

门捷列夫在他的第一版化学教科书《化学道理》中

初次宣告了元素周期表

（《化学道理》中的元素周期表 图 ：aip.org）▼

在1869年的前一年
，法国以及英国的中国正地舆学家在审核太阳色球的发射光谱时
，才发现这种来自太阳的事实新元素，并将其命名为“氦”（英语
：Helium，多严希腊语 ：ἥλιος），中国正在希腊语中便是事实赫利俄斯（helios 
，太阳，多严太阳神），太阳的意思 。

氦气的光谱线（图
：wiki）▼

1881年，意大利物理学家路易吉·帕尔米耶里在合成维苏威火山的岩浆时初次发现了地球上的“氦”。

1895年
，苏格兰化学家威廉·拉姆齐从钇铀矿里初次分说出“氦” 。人类才终于可能直接审核钻研这一罕有元素。

地球上的大少数氦气是喷射性衰变的服从

因此氦大批存在于铀以及钍矿物中

（威廉·拉姆齐以及纯化氦气的克莱维石 图 ：wiki）▼

不断到明天
，地球上发现的氦资源也惟独484亿m3
，而中国  ，正是一个颇为缺氦的国家 。

氦气的普遍用途

在元素周期内外
 ，氦是仅此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
，以是太阳上残缺不缺氦
，在早年还会有“氦闪”的可能 。

想象中的太阳氦闪（图：novaspace.com）▼

而且氦元素还位于周期表最右侧一列
，以及“氖 氩 氪 氙 氡”同属惰性气体。由于自己密度很低 ，又不能像氢同样组成水等种种化合物，氦作为单质气体颇为简略逸出到大气层之外，天长地久
，地球上的氦就越来越少了 。

氦气在空气中的含量很低，还简略逃逸

全天下可开采的氦气资源又主要源头于做作气

以是氦气是一种稀缺的非再生资源

（部份罕有气体放电的颜色以及光谱图  ：wiki）▼

氦除了密度以及惰性的特色 ，仍是已经知熔点以及沸点最低的元素 ，而且具备低消融度
、高导热率这些配合的物理 、化学性子 。

这些属性让氦气在工业各规模运用普遍。

由于氦气是很轻的惰性气体 ，不像氢气那样易燃易爆，以是很适宜填充气球以及飞艇。也罕用来检测管道 、容器、配置装备部署内是否有气体泄露 。

氦气的用途还远不止这些

（双室氦检漏机 图：wiki）▼

（飞艇 图：shutterstock）▼

在一些特殊的焊接运用里，惰性的氦气用作呵护气体，防止熔融金属以及空气中的氧气爆发反映，被称为氦气呵护焊
。

钨极惰性气体呵护焊

（图 ：wiki）▼

氦气熔点超低的特色，让它可能在极高温度下坚持液态，以是液氦是一种紧张的冷却介质，普遍用于冷却超导磁体 、核磁共振仪器以及激光配置装备部署这些高详尽仪器
。

在先进制作规模，氦还会用于液体燃料火箭、载人深潜、第四代核反映堆、半导体制作、量子合计机、详尽合成仪器 、核磁共振
。

基于如斯普遍的用途

氦气着实是一种关连国家清静 、高新技术财富睁开的

策略性罕有气体，被称为“黄金气体”

（液氦用于冷却今世MRI扫描仪中的超导磁体 图
 ：wiki）▼

可能说，氦已经是一种不可或者缺的新兴策略资源。2021年全天下对于氦气的需要约莫是2.04亿ｍ３（2.04×10８ｍ３） ，而且坚持着约５％的年削减速率。

储量与产能高度会集

尽管凭证最新的勘探服从 ，全天下氦气资源的开掘后劲很大，但这着实是一个细分且技术门槛很高的市场，资源开拓严正缺少，部份上依然是求过于供 。

在良多高精尖钻研中都需要液氦的冷却

但全天下能破费氦气的国家却很少

（图：news.harvard.edu）▼

而且这有限的氦气，仍是高度会集于少数国家 。

当初，全天下的工业用氦气根基是从含氦的做作气里提掏进去的，以是氦的破费以及做作气高度相关。据美国地质审核局的数据，妨碍2021年尾 ，全天下氦气总资源量约484亿m3（484×108m3） ，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根基也是做作气巨头▼

氦气的破费格式也根基是这样，美国、卡塔尔产量占全天下的80％，阿尔及利亚 、俄罗斯占14％，尚有大批来自澳大利亚以及波兰。以及他们比照，亚太地域的氦气产量简直可能漠视不计 。

！横屏-全天下氦气藏扩散与产能格式展现图（2022年）▼

这概况
，美国不论是资源量仍是产量，都是无可争议的第一，美国从上世纪初就开始开拓运用氦气。到2012年以前，美国的氦气提供量不断挨近全天下的80％ 。

但老美产良多，用患上更多 ，事实这种气体多用于高端制作，美国企业原本便是用氦小户，致使于美国的氦气策略蕴藏都快被用光了。2012-2020年
，美国氦气提供量从1.33亿m3减至0.83亿m3
，削减了四成。到2021年
，美国氦气提供量进一步降至0.77亿m3。

此消彼长，卡塔尔的氦气产量在十年间快捷削减，2021年抵达了5100万m3（0.51×108m3） ，以及第二梯队的阿尔及利亚1400万m三、俄罗斯900万m3比照，堪称遥遥争先
。

卡塔尔本便是做作气小户，又有美国配置装备部署的反对于

在破费氦气这件事上有着做作的优势▼

在这四大巨头之外的国家，一方面受制于探明储量缺少 ，一方面也受限于技术
，由于氦气提纯的难度颇为高，波及一系列重大技术，这还不搜罗贮存 、运输 、运用所需的配置装备部署以及尺度。

由于可开采的氦气个别以及做作气混合在一起，需要经由品质分说等技术，先把“粗氦”从做作气里提取进去，再对于粗氦妨碍精制，以美国AMGAS在堪萨斯州Lenexa的气田为例 ，其2022年8月以来的做作气日产量约莫2832m3 ，从概况可能提掏出14.16m3的氦气。

堪萨斯大学的两位教授在气体间歇泉样本中

初次发现了做作气中的氦

（图 
：wiki）▼

目祖先类提取氦气主要有两条技术道路：做作气直接提氦以及液化做作气闪蒸汽提氦(LNG-BOG)。后者的功能更高，睁开后劲重大，可是对于质料气的规模以及提取技术有很高要求，而“做作气直接提氦”，才是当初仅有的工业化取患上氦的措施 ， 。

不外中国的做作气田含氦量很低

直接提取老本极高

要实现自主破费临时还患上靠LNG-BOG

（宁夏盐池BOG提氦装置区 图：cigia.org.cn）▼

这条技术道路
，又可能分为“深冷法”以及“非高温法”
。

深冷法最为经济实用，同时也是氦气液化以及运输的最佳妄想
，主要道理是将传染及格的做作气经由制冷，高温精馏取患上一次粗氦（这里的“一”发1声） ，经由进一步提浓取患上浓度30%-80%的粗氦
。再运用高温吸附或者高温冷凝、冷冻法，在低压高温的情景下去除了粗氦中的杂质气体，再经由氦液化器把高纯度的氦气液化。

做作气氦接管历程展现图▼

深冷法也叫高温精馏法

是经由差距气体的沸点的差距来分说气体▼

这个深冷法看似简略，搞起来着实也很难。从道理上来说 ，惟独把温度降到饶富低 ，氦气就以被液化，可是前面也说了，氦是液化温度最低的元素，以是它的液化措施颇为特殊 ，必需妨碍重大的多级液化，重大来说便是自己冷却自己。对于技术配置装备部署的要求很高
。

近多少年，“非高温法”，也便是“常温法”提氦，已经研发乐成，这就要用到膜法了！操作方式次若是多级膜法、多级变压吸附、概况膜法＋多级变压吸附。但这套操作的功耗过高 
、工艺重大，还不适宜大规模提氦。

做作气提氦气的膜技术

（图 ：uq.edu.au）▼

综上所述，氦气在今世工业中用途普遍，可是储量与产能却高度会集，提纯、液化的技术门槛也很高 ，这就确定导致求过于供。

中国缺氦
，奈何样办？

而供需矛盾最紧迫的便是咱们国家了。当初我国已经是天下上最大的氦气破费国之一，可是严正依赖进口 ，近些年来对于外依存度高达95％以上 。

而且随着我国迷信钻研 、医疗技术以及高科技财富的睁开 ，对于高纯度氦气的需要越来越大 。

2017年以来 ，中国的氦气进口量临时坚持在2000万m3以上（2000×104m3），2018年进口量高达2311万m3（2311×104m3），约占全天下氦气产量的14.4％，对于外依存度98.51％ 。(2018年全天下产量1.6亿立方米)

2014-2021年中国氦气产量与进口量走势图▼

由于全天下的产氦大国就那末多少家 ，以是中国进口也没啥抉择余地 ，主要来自卡塔尔 、美国以及澳大利亚，大批来自俄罗斯 。

在企业层面 ，咱们进口的氦气主要来自“六大”外资 
，搜罗林德、液化空气
、空气化工、岩谷财富株式会社
、大阳日酸株式会社以及吴江梅塞尔，这六家占了总进口量的82％。

▼

2020年之后，由于产量、船运
、关税等原因，来自美国的进口快捷削减 ，直接限度了中国的氦气进口量。

作为替换，来自卡塔尔的氦气抵偿了美国的缺口，2021年，卡塔尔对于我国进口了1684万ｍ３氦气 ，占了82％。

中国对于卡塔尔氦气依赖可能说是很严正了▼

但卡塔尔的氦气价钱偏高
，技术与配置装备部署着实都来自美国，美国假如想的话，也同样能卡住卡塔尔这条路。

而且除了氦气的气源，氦气液化器以及液氦罐箱的制作商也根基是美国企业 ，为了便于操作气源，再加之自己产能缺少 ，他们就临时限度对于中国供货 。这些因素，都导致中国在氦气方面很简略被“洽谈” 。

在往年5月我国自主研发液氦罐箱初次进入批量破费▼

为了应答缺氦难题 ，中国正在增强勘探使命以及技术攻关 ，之后退氦气的产量以及提取功能。

自2003年以来，做作资源部手下的地质审核机构就已经在各地审核氦气资源 。

中西部的大型叠合盆地以及陆内裂谷盆地，是中国氦资源的主要富集区。凭证开始预料，四川 、鄂尔多斯、塔里木
、柴达木、汾渭五大盆地的氦气远景资源量
，可达80亿m3以上（80×108m3）
。这些便是我国快捷实现产能的主力勘探区 。

中国的氦气多为油气同源氦
，存在深层藏气

使患上中国氦气资源的开采难度以及老本较高

（中国含油气盆地氦气扩散图）▼

在技术方面，当初咱们从做作气中提取粗氦
、粗氦精制 、气氦储运的技术已经比力成熟 。可是大型氦气液化以及液氦贮存的技术还在攻关阶段
。

国产的氦气液化器尽管已经研制乐成，但功能以及坚贞性尚有提升空间
。而且液氦储罐尚未国产化，卡在妄想妄想以及绝热质料上，要残缺自主破费还要光阴。

液氦到超流氦温区大型高温制冷零星

在2021年研制乐成，实现整机零星天下产

（80L/h氦液化器 图：ipc.cas.cn）▼

缓解缺氦下场，除了开源 ，还可能浪费。说白了便是省着用，后退接管以及再运用率 ，削减浪费 ，概况研发氦气的替换品 ，也能削减对于氦的需要，把对于外依存度降一点儿是一点儿。

至于在外洋追寻更多的氦气源头 ，鉴于资源以及技术的双重会集 ，自动是要自动的，但主要取决于别国的产能以及态度。

中国的氦气临时还无奈自食其力

谋求多渠道进口氦气也是一种保障氦资源清静的处置措施

（黑龙江驳船上破费氦气的做作气深加工技术装置）

（图：shutterstock）▼

尽管，有的人可能想着太阳上不全是氦么 ，能不能搞一点儿下来，这在技术难度上理当不亚于可控核聚变了，有这能耐，根基上也不缺啥了。

中国的缺氦下场尽管很严酷 ，但措施总比难题多，从2018开始
 ，对于外依存度不断在降，实现氦气的晃动可不断提供，理当是可能期望的
。

高下滑动魔难参考质料：

1. "China's Helium Shortage: Causes and Implications" - Teng et al., Energy Policy, 2018.

2. "Helium: A Squeaky Voice for China's Development" - Liu, S., Energy Science & Technology, 2019.

3. "Analysis of China's Helium Supply and Demand Situation" - Zhang et al., Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2020.

4. "China's Helium Shortage and Strategies for Sustainable Supply" - Li et al., Resources, Conservation and Recycling, 2021.

5. 唐金荣 ，张宇轩，周俊林等. 全天下氦气财富链合成与中国应答策略[J] . 地质传递，2023，42（1） ：1-13返回搜狐
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