宇宙第二多的气体氦气，中国95％靠进口，不怕被美国“卡脖子”？

在2021年上半年，我国资源进口受到了国际“价格上涨”、铁矿石、石油等大宗商品的冲击。

氦气是较少为人所知的气体资源之一。 氦气是一种无色无味、无毒性的稀有气体。它比氮气轻2万倍，密度为空气的5～6倍，比氧还小1/3。其纯度高达99%以上。 它广泛应用于航天、军事、医学等高科技领域，几乎没有可代替性，是气体界的“稀土”。 我国每年有95%的人口依赖外国进口。

He，氦

这种资源结构会持续吗？ 我们国家有多少年没有氦气了？“中国制造”能否走出国门？我们国家是否还需要进口大量的氦？氦气，这个被称为21世纪最重要战略资源之一。 在我国，如何才能摆脱氦气的困扰，自立行走呢？

氦气是什么？

说到氦气，很多人可能并不熟悉，但说到氢气球，情况就不一样了，事实上，氢气球的本名是“氦气球”，里面充满了氦气，人们出于习惯，还是称之为“氢气球”。

这意味着氦气和氢气有很多共同点，最明显的是轻。

氦是宇宙第二轻的元素，也是宇宙第二丰富的元素，在宇宙大爆炸中大量产生，约占全宇宙元素质量的五分之一，是其他原子质量总和的12倍以上。

然而，地球似乎缺少氦，氦如此稀少，所以也被称为稀有气体。虽然氦在空气中，但它只占空气体积的0.0005%，由于它很轻，很容易逃逸到大气中，使人类无法再利用它，所以被列为不可再生资源气体。

此外，氦气是一种惰性气体，化学性质稳定，既不容易溶于水，也不与其他元素反应。 想想生活中我们经常听到的“氢化物”这个词，却从来没有听到过“氦化物”这个词。 这究竟是怎么一回事呢？原来氦在自然界里分布很广，除了大气外，还存在于海洋、岩石等多种介质之中。氦是一个很活泼的金属原子，具有很强的电离能力。 它的稳定性给它带来了氢气所没有的许多用途。

氦气的用途有多广泛？

减压剂

氦气在氧气罐中也被用作减压剂. 但由于氦是一种惰性气体，所以不能直接用于潜水作业。但是，当你在水下工作时却可以将它用作减压剂了！因为它能使人感到舒适而不感觉难受。 潜水员在海中比在陆地上压力大，容易出现头晕、耳鸣、呼吸困难等症状，此时，从高密度的氧气瓶中吸入氧气，会对身体造成很大的危害。

氦气可以与氧气混合，降低氧气罐内的压力，形成合适的气密度，使潜水员能够轻松呼吸氧气，避免“减压病”。

此外，氦气是沸点最低的气体，为-268.93摄氏度，它在绝对零度（-273.15摄氏度）时变成液态，不会凝固，因此具有很好的制冷。

核磁共振

医用核磁共振需要氦制冷功能。 我们需要核磁共振中的超导体造影，我们都知道超导体在超低温下需要零电阻。 如果没有超导材料做支撑，那么磁共振成像就是不可能进行的。因此，要想获得高质量的影像，就要对磁体进行降温处理，以保证其正常运行。而低温是一种非常好的方法。 简单地说，需要用制冷液氦环绕超导体使电流通过，从而产生强大的强磁场，从而获得内脏器官的高分辨率图象。

超导体是如何产生磁场的

火箭发射

氦气制冷的另一个领域是航天。

氦气可以冷却、吹除、封存精准焊接的原材料，防止焊点氧化反应。

在火箭上，氦气还可用于操作各种气动阀门和部件，特别是液氢低温阀门；

氦气在航空器飞行或降落时也被用作液态系统的气密剂。

数据显示，NASA和宇宙航行局每年使用数亿立方英尺氦气。

核反应堆

氦气还用于第三和第四代核电，其热导率是二氧化碳的4.5倍，其输送热量的功率远远小于氢气以外的气体，因此在发电方面更具有热能利用效率。氦还可用于空气冷却，减少热污染，并在缺水的地方替代冷却水源。

高温气冷堆

值得一提的是氦气的惰性也可以用于防腐，这是毛泽东主席的水晶棺中的防腐气体。

为什么美国氦气是垄断的？

氦气是如此重要，难道它没有被过度使用使气球浮空吗？ 不过，如果你有兴趣的话，不妨也试试把氦气作为一种新材料来应用于日常生活之中。这听起来像是天方夜谭。 毕竟，它是世界上最受欢迎的气体之一，美国甚至将氦气列为国家安全材料。

不得不说美国是一个很有氦气“眷顾”的国家，在1903年，美国首先从大型油气田中提取出一种““点不燃””的天然气，后来经科学家分析，发现点不燃是因为氦气含量高。

此后，美国发展了氦气分离技术，成为世界上第一个掌握工业制纯氦的国家，此后几乎掌握了世界上所有的氦气资源和技术。

美国2020氦气产量为21.5亿立方米，居世界首位，约占世界产量的44%，不仅没有“氦短缺”，而且在国际氦气市场上拥有话语权，可以阻止其他国家的进出口和“脖子”挂牌”美国。

我们中国受影响最严重的国家之一，我们中国的氦气资源只占世界的2%，按国内需求计算，每年的进口量约占世界的95%。

我们进口的氦只占美国的26%，但美国的氦相对便宜，如果切断这条生产线，不仅会增加进口的平均成本，还会阻碍所有需要氦的人口。

目前， 中国氦气量进口量逐年上升， 预计未来几年将持续快速增长。随着中国经济发展和人民生活水平的日益提升，对氦气的需求量与日俱增，这导致全球范围内的氦气资源紧缺状况越来越严重。 平均涨幅在15%左右， 同时，氦气的进口价格也在不断上涨，2018上半年，氦的平均进口价格为48.9美元/公斤，2019年同期为56.9美元/公斤，同比增长16.36%;2020年，氦气的平均进口价格达到82.2美元/公斤，同比增长44%。

虽然这与2020年的疫情有关，但毫无疑问，这背后是美国人为的涨价。 在新冠肺炎疫情肆虐的大环境下，我国的出口受到了很大冲击。 更重要的是，我们不仅在进口价格方面受到阻碍，而且氦的生产技术也受到影响。

上个世纪，德国被美国的氦气“卡脖子”，不得不用氢能飞艇代替氦飞艇，氢气飞艇的爆炸事故直接导致了飞艇产业的衰落。 而我国则在“十二五”规划中提出要大力发展绿色经济，大力推动循环经济发展，并把建设资源节约型和环境友好型社会作为国家战略之一。这说明我们对环境保护的重视程度越来越高。 想象一下，如果我们的国家因为半导体和航天行业的“氦气”而受到制裁，后果会比德国糟糕多少？

中国没有美国那么幸运，那么我们能否通过人为的努力打破美国的氦气垄断，打破危险的资源结构呢？

如何“自立行走”

理化技术研究所研究所的一个研究小组发现，天然气天然气废料中提取氦，如果成功，将中国氦气氦气产业“翻盘””。从2020开始，中国第一家大型氦气厂在宁夏盐池县正式投产。

从废料中可以生产多少氦气？ 据 道，目前世界上还没有一个国家能够把这种稀有气体制成商品，也就无法计算出全世界每百万人口所需的量了。 产量不多，年产量只有20吨左右，远远低于每年4300吨需求量。

但这只是一家工厂的产量，如果中国能够建立数百家类似的工厂，我们就不难“自力更生”。

除此之外，“天然气废料”生产氦气，材料成本几乎为零，造价在3000万-5000万元人民币之间的工厂建设成本并不是特别高，可以长期使用，性价比是与进口氦气“有的一拼”，随着时间的推移，成本会越来越高。

氦气对于飞艇运输也是必不可少的

此外，中国在探月领域方面处于全球前沿领先地位，未来将有机会在月球上开发氦资源。 据科学家分析：人类在火星和金星附近发现了大量与水相关的元素——氢和氧。其中氢占到总质量的90%以上；氧气则只占10%左右。 月球的氦含量远远高于地球，据估计，月球表面附着着100万吨的氦-3。

氦-3虽然不同于氦气，但也是未来重要的新能源，比常用的核电材料更安全。月球上氦-3的总量足以维持人类700年的使用。

当然，这仅仅是一个美好的愿望，在这个阶段，最重要的是建立现有的氦资源基础设施，并对其进行最有效的利用。

对于美国来说，如果它想与拥有世界一半稀土资源的中国打一场资源战争，它将会让中国踌躇不前。 因为在过去几年中，美国的“禁运”政策已经给中国带来了很大影响。美国人对稀土的态度，正在经历一个深刻而复杂的变化过程。这个变化，值得我们深思。 无论是在国际层面还是在资源领域，只有合作共赢，才是硬道理！