氦气被誉为“气体黄金”,广泛应用于航空航天、超低温、医疗等领域,是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一。
氦气,是一种稀有气体,化学式为He,无色无味,化学性质不活泼,一般状态下很难和其他物质发生反应。常温下,氦气是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体,是所有气体中最难液化的,是不能在标准大气压下固化的物质;液化后温度降至2.174K时,具有表面张力很小、导热性很强、黏度极低等特殊性质。利用液态氦可以得到接近绝对零度的低温。
氦气的生产方法包括天然气提氦,空气分离法、合成氨尾气分离法和铀矿石法,其中前两者应用较多。氦气被广泛应用于受控气氛领域(如光纤、半导体、光伏等)、低温应用领域(如核磁共振、低温超导、国防军工等)、焊接保护气领域、检测气体领域等。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国氦气行业发展前景及投资风险预测分析报告》显示:
中国是世界上最大的工业气体市场。根据制备方式和应用领域的不同,工业气体可分为大宗气体和特种气体,大宗气体主要包括氧、氮、氩等空分气体及乙炔、二氧化碳等合成气体,特种气体品种较多,主要包括电子特种气体、高纯气体和标准气体等。工业气体主要应用于集成电路、液晶面板、光伏、医疗健康、新能源、高端装备制造等行业。中国于 2020 年超越美国成为世界上最大的工业气体市场。2020 年中国工业气体市场规模为 1542 亿元(约 237 亿美元),占世界总规模的 16.6%。
根据美国地质调查局对氦资源的估计,全球氦气资源总量约519亿立方米。其中,美国拥有206亿立方米、卡塔尔拥有101亿立方米、阿尔及利亚拥有82亿立方米、俄罗斯拥有68亿立方米,该四国资源量总和占全球总量的88%。中国氦气资源量为11亿立方米,占全球氦气资源总量的2.12%。因此,我国是氦资源量短缺严重的“贫氦”国家。
氦气的全球供应生态为上游气源地的天然气工厂负责氦气开采、提取和纯化精炼等环节,获得原料液氦。由于原料液氦需要储存于特制的ISO液氦冷箱中,且在储运过程中需要极严苛的技术手段对每个环节实施监测和控制,保证气体质量及安全,因此中游的储运和下游的销售被少数外资气体垄断。
2023氦气行业应用现状及未来发展前景分析
天然气中氦含量最高可达7.5%,是空气中氦含量的1.5万倍,目前全球已发现的规模氦气储量均为天然气伴生气,因此,天然气提氦是当前商业氦获取的唯一来源,解决方案主要包括BOG提氦、管道气提氦等。由此可见,氦气具有较强的资源属性,拥有BOG资源或富氦天然气资源是氦气获取的关键。