你可能很難想象,生日派對上讓氣球飄起來的氦氣,竟然是能卡住一個國家科技脖子的戰(zhàn)略資源。
這種看似不起眼的氣體,中國95%都得靠進口,而美國手里攥著全球40%的儲量,常年在市場上呼風喚雨。
更讓人揪心的是,這東西一旦從地球上跑掉,就會飄到太空再也回不來,屬于標準的不可再生資源,用一點就少一點,可偏偏現(xiàn)代科技離了它還不行。
為什么一個國家的科技發(fā)展,會被這樣一種"輕飄飄"的氣體絆住腳?我國又該怎么掙脫這種被動局面呢?
氦氣到底有多重要
氦氣密度小,比氫氣還安全,不會著火爆炸;化學性質又特別穩(wěn)定,跟誰都不愛起反應。因為這些特性,它成了很多高科技領域的"剛需"。
醫(yī)院里的核磁共振儀,靠的是超導磁鐵產(chǎn)生強磁場,而超導狀態(tài)得在零下269攝氏度才能實現(xiàn),這時候只有液氦能擔當冷卻的重任,一臺機器一年就得消耗700升。
火箭發(fā)射時,燃料罐里得用氦氣增壓,才能把燃料順利送進發(fā)動機,少了它,火箭都沒法上天。
還有深潛器里的潛水員,呼吸的混合氣體里一半都是氦氣;半導體芯片制造時,得用氦氣營造無氧環(huán)境,保證芯片不被污染。
說它是現(xiàn)代科技的"氧氣",一點都不夸張。
可這"氧氣"的分布太不公平了,全球已探明的氦氣儲量,大概是519億立方米,美國一個國家就占了206億,差不多40%。
剩下的大部分在卡塔爾、澳大利亞這些國家手里。中國呢?只有11.82億立方米,占全球2%,連美國的零頭都不到。
美國能占這么大便宜,一半是靠老天爺賞飯吃,它位于美洲板塊內部,地殼活動少,氦氣不容易從地下跑掉。
要知道,氦氣是地下放射性元素衰變產(chǎn)生的,生成慢,還特別"好動",地殼稍微一動就容易飄走。美國穩(wěn)定的地質條件,等于給氦氣建了個"保鮮盒"。
另一半是靠早早就下了先手棋。1917年,美國就出臺了"聯(lián)邦氦項目",專門保護國內氦資源;1925年建了第一個儲備設施;1960年更是通過法案,要求天然氣田開采時必須把氦氣分離出來,而且只能賣給政府。
這套操作下來,美國牢牢攥住了氦氣的控制權,20世紀末的時候,全球90%的氦氣都產(chǎn)自美國。
更厲害的是,美國還會用氦氣當"武器"。
2018年,美國清倉國內氦氣庫存后,國際價格一下子漲到原來的四倍多。
后來中美關系緊張,它又限制對中國出口,逼著中國轉向卡塔爾。可卡塔爾的氦氣生產(chǎn)技術和設備全來自美國,等于我們換了個供應商,還是沒逃出美國的手心。
中國對氦氣的需求逐年猛漲,2021年還只要2118萬立方米,2023年就漲到了2618萬立方米,年均增長11.18%。光2022年,需求就同比漲了10.03%。
這些需求主要來自光導纖維、電子產(chǎn)業(yè)和醫(yī)療設備,都是關系到國計民生的領域。
可我們自己產(chǎn)的太少,95%都得進口,這種依賴太危險了,2022年俄羅斯一限制氦氣出口,全球價格就暴漲,中國國內價格直接飆了300%。
好在中國沒坐以待斃,這幾年我們在四川盆地、松遼盆地這些地方,勘探出了不少氦氣資源,光四川盆地就可能有數(shù)十億立方米,雖然品位不高,但總算有了自己的"家底"。
2020年,國內企業(yè)研發(fā)出"閃蒸汽提氦法",能從天然氣開采的廢料里提取氦氣。寧夏的BOG提氦設備,每小時能產(chǎn)出40升氦氣。
后來又研制出國內首套液化天然氣閃蒸汽低溫提氦裝置,在寧夏鹽池實現(xiàn)了商業(yè)化運營,連大型低溫制冷裝備都實現(xiàn)了國產(chǎn)化,終于不用再看別人臉色。
還有企業(yè)在開發(fā)膜分離技術,能提高氦氣提取效率;在煤層里提取氦氣的設備也已經(jīng)落地。
這些技術就像給中國安上了"造血功能",雖然現(xiàn)在產(chǎn)量還不高,但總能一點點壯大。
在不斷開發(fā)新技術、勘探新資源的同時,我們還充分發(fā)揮“勤儉持家”藝能,想盡辦法搞節(jié)省。
現(xiàn)在國內開始推廣氦氣回收系統(tǒng),比如在核磁共振儀上裝閉環(huán)回收裝置,用過的氦氣收回來提純再用,能省不少進口量。
同時,中國也在拓寬進口渠道。不光跟卡塔爾保持合作,還跟俄羅斯簽了長期供應協(xié)議,在非洲也投資了氦氣開發(fā)項目。
總之,多找?guī)讉€"賣家",就不怕被一家卡脖子。
美國能在氦氣市場呼風喚雨,很大程度上靠的是早年建立的國家儲備。
這幾年,中國也在規(guī)劃國家級氦氣儲備庫,市場價格低的時候多買點存起來,萬一供應出問題,也能有個緩沖。
高校也開始培養(yǎng)這方面的專業(yè)人才,地質、化工、材料等專業(yè)都開設了相關課程,畢竟技術突破最終還得靠人。
相關的法律法規(guī)也在完善,規(guī)范氦氣的開采、使用和交易,讓每一點資源都用在刀刃上。
當然,打破壟斷不是一天兩天的事,美國在氦氣領域深耕了上百年,技術、設施、人才都有積累。中國現(xiàn)在就像在追趕跑,得一步一個腳印。
但至少我們已經(jīng)邁出了步子,從完全依賴進口,到能自己提取;從技術空白,到有了國產(chǎn)化設備;從找不到資源,到勘探出潛力礦區(qū)。這些進步,每一步都很扎實。
未來,隨著國內儲量不斷探明,技術不斷成熟,回收利用體系不斷完善,中國一定能慢慢降低對進口的依賴。
也許有一天,我們再也不用為氦氣發(fā)愁,核磁共振儀、火箭、芯片這些高科技產(chǎn)品,都能用上中國自己產(chǎn)的氦氣。
中國連"貧油國"的帽子都摘掉了,沒道理在氦氣上一直受制于人。
科技競爭說到底是資源和技術的競爭,氦氣困局的破解,不光能保障國家發(fā)展,更能讓中國在全球科技競爭中,多一分底氣,多一分主動。
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