氦气价格持续上涨丨为什么氦的供应令人困惑

欧盟已将氦气从关键原材料清单中删除。然而，氦总是存在供应瓶颈。

如果没有氦气，太空火箭的发射几乎是不可能的，因为氦气在加油和火箭推进剂的压力积累过程中使用，因为它的反应性极低。（图片：火箭实验室）

罗伯特·科尔曼·理查森几乎比其他任何人都更了解氦气，这位物理学家因对惰性气体的研究获得了1996年的诺贝尔奖。而理查森也是一再警告要谨慎使用氦气，世界储备将在大约 25 年内耗尽。2035 年世界上会不会没有足够的氦气？

欧盟专家对情况的评估不同。欧盟定期审查83种原材料的供应情况。直到2017年，氦气仍在关键资源名单上，但2020年的评估结果有所不同，认为惰性气体的供应是安全的。

这种明显的矛盾是原料氦令人困惑的历史的一部分。全球数据形势“非常糟糕”，德国原材料局 (Dera) 在一份关于惰性气体的背景文件中写道。根据 Dera 的说法，之前官方公布的产量可能不正确。多年来，全球需求大致与供应相匹配。

氦气与其他原材料的许多不同之处。例如它是在地壳中铀和钍的放射性衰变过程中形成的。但氦原子是如此之小，以至于气体很容易穿透地球层，进入大气层并最终消失在太空中。氦的第二个重要储备是在地球形成阶段部分形成的气体。它发生在地幔中，但从那里它也几乎不受阻碍地逃逸到空气中。为了提取原材料，必须有特殊的厚土层来防止这种气体释放到大气中。

近年来，不断有关于氦气危机的报道，其中向用户供应惰性气体不再得到保证。大多数人甚至没有注意到这些问题。世界上大约四分之一的氦需求用于冷却医疗设备中的磁体，以进行复杂的成像诊断，例如核自旋和磁共振断层扫描仪。氦气也是生产玻璃纤维所需的原料之一。

由于其良好的导热性，液氦是一种出色的制冷剂，适用于必须在低温下工作的高性能技术。卫星上的许多超导体或测量设备都用氦气冷却，欧洲核子研究中心的粒子加速器和磁悬浮列车也使用惰性气体。如果没有氦气，太空火箭的发射几乎是不可能的，因为氦气在加油和火箭推进剂的压力积累过程中使用，因为它的反应性极低。氦气可用作保护气氛以生产极纯的材料，并在某些焊接过程中用作保护气体。商业潜水员在下潜到更深处时会呼吸氦-氧-氮混合物。氦气最著名的公共用途可能是在齐柏林飞艇、气象气球或乘坐气球。当然还有用于儿童生日派对或婚礼的小型金属涂层特殊气球。

氦仅在世界上少数几个地方开采。到 1994 年，美国生产了大部分天然气。美国是唯一的西方氦气生产国，德克萨斯州的Cliffside氦气储存场几十年来一直发挥着重要作用，是迄今为止最大的已知来源。

但世界市场发生了变化。氦气通常从天然气中获得：天然气沉积物的堆积方式使惰性气体无法逸出。虽然美国传统的氦气矿床的惰性气体含量为 0.3%，但其他天然气田的氦气含量要低得多。然而，自2010年代以来，在复杂的工业工厂中分离氦气已变得具有经济吸引力。据称，2017 年全球有 49 家氦气工厂在运营。

55%的天然气来自美国，23%来自卡塔尔，10%来自阿尔及利亚，还有少量来自加拿大、波兰、澳大利亚和俄罗斯。这七个国家的这些份额每年都在变化，例如当更长的维护工作使制造商退出市场时。南非和坦桑尼亚开始增产，这将稳定氦气供应。

近年来的氦气危机可能是孤立影响的结果。今年，当美国的一家工厂因泄漏而被迫关闭时，卡塔尔的两家工厂经常无法进行维护。此外，俄罗斯的一家工厂发生了爆炸，无论如何，该工厂的生产都将受到欧盟的禁运，主要受害者是大型研究机构，其中一些已经无法工作。