导读：

说到氦气，估计很多人首先想到的是，给气球充气的气体。

没错！就是这种气体。

是不是，很惊讶？这都能垄断？怎么听都感觉有点开玩笑的意思。

事实上氦气作为一种意识里很廉价的气体，中国每年有95％的需求是需要进口的。

而且主要的进口对象还就是美国。

那么今天就围绕着氦气的价值，以及中国是否有能力打破美国垄断的问题来说一说。

氦气的价值

想要了解氦气的价值，首先得看看它具备什么样的特征。

氦气在常温下，是一种很轻、无色、无味、无臭的单原子气体，如果对着氦气进行低压放电的话，甚至还可以发出深黄色的光芒。

而氦气最大的特点，就是化学性质非常的不活泼，想要和其他物质发生反应，不是难而是非常的难。

所以氦气也就被叫做惰性气体。

当然世界上的惰性气体可不止氦气，还有氖、氩、氪、氙、氡，但氦气却是用途最广的气体，主要原因是氦气很轻。

那么轻这个特点，就让氦气具备了可以做充罐浮空器的气体来使用。

什么是浮空器？

简单的说就是依靠密度比空气小的气体提升浮空能力的飞行器，比如飞艇。

当年人类制作飞艇的时候，最欣赏的其实是氢气，毕竟氢气是世界上最轻的气体，所以就忽视了氢气具备可燃性的特点。

于是在1937年的五月六号出了大问题，当时一艘叫做兴登堡号的飞艇，进行降落准备的时候，突然起火，并发生了两次爆炸。

在地面上的人员束手无策，只能眼睁睁的看着飞艇被火焰吞没，最终整个飞艇的骨架从天上掉了下来，摔了个粉碎。

这可是二十立方米的氢气，燃烧起来不说看起来是否骇人，光释放出来的热度，给人的压迫感都是极强的。

所以目前给浮空器当充填气体的不是热空气就是氦气，已经很少使用氢气了。

氦气的第二个特点，很难溶解到血液中。

所以氦气成为了人造空气的首选原料。

说到这里，很多人会感到惊奇，甚至有要去查查空气成分的冲动。

是啊！空气的主要成分是氧气和氮气，难道人造空气就了不起，要用氦气代替这两种主要气体？

是这么回事，空气的主要成分的确是氮气，但这种气体有一个很严重的缺陷。

比如在深海中，压强变大的情况下，氮气会由难溶于水的状态变成易溶于水。

那么潜水员在使用含有大量氮气的空气潜水，血液中就会溶入非常多的氮气。

在水里还好说，可一旦上浮，随着压强变小，氮气就会从血液中释放出来，形成一个个的氮气气泡，将微血管给堵起来，从而引起气囊症。

那么在制作人造空气的时候，用氦气取代氮气的位置，就可以解决这个问题。

而且在医用领域中，加入氦气的氧气，会让病患吸气和呼气变的非常的顺畅，还可以治疗哮喘。

第三个作用，氦气可以作为超流体使用。

什么是超流体呢？

很多人认为物质就三种形态，固态、液态、气态。其实物质在超高温下还有一种状态，叫离子态。

那么将温度往下拉，拉倒一个超低温状态，物质就会有了超流体现象。

而超流体最大的特点就是没有黏性，用直白的话来说，超流体是不会产生摩擦力。

比如将氦气的温度降低到零下270度后，就会变成一股像水晶一样清澈透明的液体。

如果将其封装在一个环形的玻璃容器中，那么它就可以做到永无止境的流动下去。

这种现象就是摩擦力为零出现的结果。

听起来有点像永动机的意思，事实上有些科学家还真就在氦气的这个特点上琢磨过这件事。

氦气的超流体除了出现零摩擦力之外，它甚至还可以做到，从碗状的容器中向上自行逃逸。

除此之外，氦气表现出超流体的时候，还会让浸泡在其中的一些金属和金属化合物具备了没有电阻的特质。

没有电阻，这不就是超导体吗？

所以氦气是制作超导体的一种非常重要的原材料。

当然了，氦气成为超流体的同时，还可以作为冷却剂和制冷剂来使用。

比如在医院中使用的核磁共振成像仪，超导磁体使用起来需要很大的电流，从而产生非常大的强磁场，但同时也会造成严重的发热现象。

这个时候氦气就可以作为冷却剂来使用。

在这件设备上，氦气有了两个功用，一个是产生超导体，一个是作为冷却剂来使用。

在很长一段时间里，中国的核磁共振成像仪里的氦气注入，还得需要国外的技术进行注入，而且价格非常的昂贵。

第四个作用，因为氦气本身不和其他物质发生反应，所以氦气可以作为保护气体来使用。

比如，在火箭发射过程中，使用氦气作为液氢的推进材料。

要知道在液体火箭中使用的燃料是液氢和液氧，两种物质是分开装的，混在一块容易发生爆炸。

那么在点火的时候，又需要将两种液体混合到一块，怎么混合呢？而且混合的时候，还需要外力将这两种液体进行一下搅拌。

这个时候氦气就派上了用，它不会像机器一样产生电火花，也不会像其他物质会和这两种液体发生反应。

具体操作就好似将氦气升温，利用热胀冷缩的原理，氦气开始膨胀，进而将燃料和氧化剂推入到涡轮泵里，从而燃烧产生出推力。

在核电设施中，利用氦气惰性气体的特性，可以将其作为热传导的介质，运输热量，而不担心发生反应或者爆炸。

高纯度的氦气和氩气混合到一起，还可以在制作芯片的时候作为保护气体来使用。

要知道在芯片制作中，温度可以达到一千四百度。

甚至一些特殊焊接工艺，为了防止空气在焊接过程中和焊接物发生反应，可以用氦气作为保护气体进行防护。

氦气的应用实在是太多了，它还可以作为检验设备是否漏气的气体，和高纯度氮气混合到一块，用作激光切割机的激光气体使用等等。

氦气的储量

氦气在地球上主要分布在七个国家，分别是美国、卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯、加拿大、中国和波兰。

美国是最大的氦气储量国，占据了二百六十亿立方，占据全球的40％。

排在后边的三个国家分别是卡塔尔、阿尔及利亚和俄罗斯，这四个国家加起来的储量占据全球88.1％。

虽然中国是七个氦气最大储量国之一，但仅仅占据全球氦气储量的2％。

最关键的是储量浓度。

通常情况下，氦气和天然气混合在一起的，美国氦气在天然气田中的浓度是最高的，平均可以达到了0.8％，甚至个别高的浓度含量可以达到7.5％。

那么中国的氦气含量最高的天然气田是多少呢？

只有0.18％到0.2％。

然后再来看一下产量。

美国氦气储能是最大的，同样也是最大的氦气生产国，全球氦气产能的70％都是美国提供的。

截止到2022年，美国一共建成了二十二个天然气提取氦气的装置，其中有十九套在运行。

那么紧随其后的三个储量大国是怎么样的呢？

俄罗斯作为一个氦气储量大国，也就建成了五套此类装置，而且还只有三套在运行，关键还都集中一个天然气田区。

至于另外两个国家，各自只有一套，而且还都是和德国、法国共同建立的。

至于技术大部分都是美国提供的技术，不然也做不到美国占据全球70％的产能。

那么中国有多少套天然气提取氦气的装置呢？

在相当长的一段时间里，只有一套，而且还是在1970年，由四川石油管理局建设的。

后来又在1989年建成一套，经过长期运行之后，这两套装置已经关闭了。

到了2011年，再建设出了一套，提纯度可以达到99.999％到99.9999％。

但因为气源的问题，设备并没有满负荷运行，产量很低。

到了2020年，中国自产氦气也就九十五吨而已，而需求却有三千八百零三吨。

也就是说自产率只有2.3％。

这些年因为氦气的需求很大，进入到氦气领域的企业也多了起来，有七家这样的企业。

其中三家是从天然气中提取氦气，四家是通过空分提取氦气。

（注：空分指的是利用气体分离技术从空气中提取）

从空气中提取氦气，技术难度很高，成本也昂贵，毕竟空气中含有的氦气只有5.2万分之一。

目前这七家企业全负荷提取氦气，也仅仅只能满足中国需求的5.9％而已。

这些氦气，仅仅能够满足航天领域，国防军工领域的需求，大部分民间使用氦气就只能依靠进口。

中国氦气的进口情况。

进入到2019年的时候，全球的氦气资源变的紧张起来，比如美国作为氦气主要的储量国和产量国，氦气资源也到了逐步枯竭的地步，每年的产量以5％到6％的趋势递减。

而且美国现在已经将氦气作为战略资源看待，所以供应氦气的趋势会更大。

在这个过程中，中国进口氦气的量也下降了3.7％，与之相反的是中国氦气用量却在逐年增大，已经从最初7％的增速，上涨到了11％。

根据估算，在2025年的时候，中国氦气的用量可以达到五千六百吨。

而进口方面。

中国最初从美国进口氦气，所以美国的进口量占比最大。

现阶段进口的来源地中国也进行了调整，从美国的进口量下降了不少（下降到33％），而从卡塔尔进口提升了不少（提升到53％），所以目前氦气进口量最大的来源地是卡塔尔。

而且氦气进口的渠道也变多了，比如从俄罗斯、甚至是新加坡也开始进行少量的进口。

当然这还不算什么，提取氦气也是需要设备和技术的，现在虽然主要进口国是卡塔尔，但卡塔尔的设备和技术基本上都是来源于美欧的。

中国虽然进口氦气的渠道变多了，但这些渠道基本上被五家跨国公司所掌握。

所以中国氦气的供应情况是很严重的。

有多严重？

其实关于对中国氦气的禁运，氦气垄断的国家早就开始了。

比如美国商务部的《出口管理条例》就明确指出，20K以下制冷机及其核心部件是禁止出口到中国，甚至在他们认为遭受到中国严重挑战的时候，连合作和交流都要停止。

再有就是欧盟，低温设备在向中国出口，必须报备最终用户，而且设备出售方必须有现场检查权，以及否定权。

甚至中国的公司想要派人员进行参观，都是严厉禁止的。

就连日本都有禁止出口冷压缩机给中国的条例。

所以现在突破氦气垄断，不仅仅是资源储量问题，还有技术问题。

在这方面中国也有了长足的进步，上文提到的提纯技术达到了99.999％到99.9999％就是证明。

而且中国的石化集团和天邦公司，进行合作，在地热水溶氦“膜法提浓+变压吸附”上进行突破。

目前实验装置可以做到提纯99％的氦气，不过缺点是只有冬季供暖的时候，才可以运行。

目前中国已经打破了国外对于氦气提取技术的垄断地位，而且还将成本压的很低。

所以现在需要解决的是，寻找氦气的储量区，中国的氦气储量太少了。

不过这个问题，会随着中国航天技术的发展得到突破。

虽然氦气在地球上的储量不多，但在宇宙中的储量可一点都不小。

它是宇宙爆炸时候就诞生的最初物质，是宇宙中第二最丰富的元素，光在银河系的占比就达到了24％。

不说别的，太阳就是一个巨大的氦气加工厂，无时无刻向着太空喷射着氦气。

月球上大量的氦3就是太阳的杰作。

所以科技的进步是改变世界的手段。

相信，在未来的科技发展中，中国会克服这个困难的。