一场疫情，打乱了原厂之间的部署，由于很多人不怎么看好市场需求，或者是担心产能过剩，2020年初减少了产品供应，随后的产品爆单，需求在2020年底暴涨，今年彻底释放，很多供应链出现危机，从原油、到有色金属、半导体材料、芯片、元器件、制造、封测，再到各种PCB和辅料市场等，涨价只是侧面反映供应关系的紧张。有一种气体，中国基本依赖进口，而且国内还无法量产大规模的高纯度产品，在芯片制造过程中，这种气体不可或缺，被誉为“黄金”气体，它就是氦气。据国外研究报告显示，近期的氦气价格出现了暴涨，很多芯片从业者担忧供需出现困难，压力倍增，在物流紧张和中美贸易关系不确定的情形下，氦气可能会影响国内的芯片制造厂，尤其是2021年，大家都在拳拳预试，增加产能的时候。分析师表示，光是2020年，在全球范围内用于制造半导体的氦气价格就涨了近50%左右的价格，近日，氦气的供应持续紧张，引起业内人重视。特别是近年来，全球半导体产业大规模发展，氦气需求不断扩大。由于氦气的特殊性质，采集和储存难度大，而需求不断提升，美国供应大幅减少，过去十年，各国从美国进口氦气的数量减少一半，而价格却猛涨了三四倍。据悉，在全球范围内原有五大氦气供应商，分别为普莱克斯、空气产品、林德、液化空气集团、岩谷气体，他们在氦气行业及部分下游行业具有极高的话语权。2019年3月，林德和普莱克斯合并的完成，意味着世界五大氦气供应商将变为四大，而合并后的新林德也成为了全球最大的氦气公司。据悉，前不久，南非和坦桑尼亚的项目因氦气价格上涨而被停滞，项目何时恢复未有时间表。HE1宣布已开始针对已确定的钻探目标进行150公里的填充地震活动，其中涉及动员勘测和清理线路人员。高分辨率地震勘测的结果是计划于2021年第二季度进行Helium One的首次钻探活动之前的最终技术投入。首席执行官David Minchin评论：“我们很高兴能够在下一阶段的勘探中推进Rukwa氦气项目。对于Helium One的团队和我们所有的利益相关者来说，这是一个令人兴奋的时刻，因为这将是我们几年来最大的现场动员。从充填地震采集的数据对于精炼钻探目标和提高我们对潜在圈闭结构的认识将是无价的，因此我们希望这将是2021年第二季度改变游戏规则的钻探活动。”“我们在坦桑尼亚的实地工作计划是及时的，并且随着关键地区需求的增长，氦气价格也出现了显着增长。在过去的六个月中，进口到中国的氦气的平均价格达到375美元/千立方英尺，这是因为中国对半导体和光缆制造中氦气的需求以6％的复合年增长率增长，而在MRI中的氦需求以8％的复合年增长率增长。我们需要一种新的原生氦源，以支持高价值的“下一代”技术，医学和工业应用，而氦One在我们寻求开发具有全球重要性的Rukwa矿床时有能力实现这一目标。”据了解，氦气被誉为气体界的稀土，是一种不可再生资源，是关系国家安全和高新技术产业发展的重要稀缺战略资源，没有了氦气很多工作都无法开展，如航空航天、半导体、医疗和工业等都会用到氦气。目前，中国95%的氦气都严重依赖于进口，而且进口量还在逐年增加，价格也在逐年的上升，是一种极其容易被卡脖子的资源。尽管氦气在宇宙中含量仅次于氢气，但是地球上却非常的稀少，全球氦气资源总量约519亿立方米，其中美国的储量就约占40%，其余卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯这三个国家占比又将近50%，四个国家的氦气储量加起来就占了全球氦气总量的90%，而中国的氦气储量占比仅为2%上下极度的稀缺。据研究数据显示，2019年上半年，我国共进口氦气2041吨。按照进口国分，卡塔尔为第一大进口国，为1249.7吨，占比61.23%;美国为第二大进口国，为521.7吨，占比25.56%;澳大利亚为第三大进口国，为261吨，占比12.79%;其余地区进口进口量占比不足0.5%。目前，大量的进口仍无法满足中国市场对氦气需求的日益增长。在进口价格方面，2019年上半年中国进口氦气均价为56.9美元/公斤，相比2018年同期的48.9美元/公斤，大幅上涨16.36%，其中从美国进口均价为47-56美元/公斤，从卡塔尔进口均价为53-60美元/公斤。氦气在电子制造过程中可实现零部件的快速冷却，提高生产率，还能控制热传递速率，以改善生产效率并减少缺陷。近年来，我国对氦气的需求量年均增长10%以上，驱动力来自光导纤维、电子领域以及医用核磁成像，但我国氦气对外依存度接近100%，应用受到限制，资源安全形势十分严峻。华创证券指出，氦气在地球上极其稀有且不可再生，被誉为“气体稀土”。氦气因其具有低密度、低沸点和惰性等特质，是航空航天、半导体、光纤和低温超导等领域不可或缺的关键气体，战略地位极高。有参与该项目的科学家透露，以液氦这种形式为例，新建成工厂的年产量将达20吨。虽然这一数字和中国目前每年4300多吨的巨大用量还有相当大的差距，但该工厂的建造成本很低，估计在3000万至5000万人民币之间（约合430万至710万美元）。一旦中国建立数百个类似的设施项目，完全可以实现在氦气上的“自力更生”。尤其是我国在大力发展超导体，这种材料在温度降到一定程度时电阻可以降为零，在超导的环境中超导线圈通电后会产生强磁场，在理想状态下磁场一旦建立了，只要维持超导材料在超低温环境下，强磁强就会长期存在，而氦的特点就是沸点极低，比氮还要低得多，近乎可以达到绝对的零度，只要把超导材料放在低温的液氦中，就可以让超导环境的温度低至零下268度。对于氦气的制造，我国还是处在摸索和进步阶段，氦气主要是含在天然气中，目前氦气主要都是从天然气中提取，中国的氦气资源少说的就是我国的天然气中的含氦气量很少，提取成本大难度高，所以中国也没有商业化生产氦气的工程与设备。2020年7月中国在宁夏盐池县开设了首座大型氦气厂，但是产能比较少，年产量只有20吨，仅为进口量4000吨的0.5%，即便如此这也可以让我国在某些重要用氦领域，如芯片制造，火箭燃料等方面摆脱被美国卡脖子的危险。不仅如此中科院理化所还发现，可以在天然气的废料中提取氦气，同时还取得了非常大的突破，专业说法叫闪蒸汽提氦。意思就是天然气在零下162度的时候就会由气体变成液体成为液化天然气，一般天然气都会在这个温度下放在罐内储存或者运输，但是这是理想的状态下，现实情况是即使保温措施做得再好，外界的热量也不可避免的会传递进去，或者因为摩擦等原因产生热量，所以罐内的天然气就会产生闪蒸汽，这时就会增加罐内的压力可能发生爆炸危险。
氦气在MRI机器和呼吸机的医疗行业中使用，呼吸机通常使用氧气和氦气的混合物“氦氧混合气”来治疗患有严重哮喘和其他呼吸系统疾病的患者。氦还用于低温，焊接，深海潜水，光纤电缆和半导体的制造以及充氦气球的零售。氦用于许多不同的基于氢的推进剂系统中，因为氦是唯一具有较低沸点的元素，其他元素会冻结或与液态氢反应。因此，这一很小的因素符合国家利益，对美国国家航空航天局和国防部等机构至关重要。有趣的是，氦气的首次重大亮相是第一次世界大战的爆发，因为氦气是所用齐柏林飞艇中必不可少的一部分。尽管德国以使用齐柏林飞艇而闻名，但美国也开发了类似的飞机：飞艇。实际上，在1920年代，美国提取的90％的氦气用于海军的飞艇计划。美国是世界上最大的氦气生产国。在1960年代，美国政府创建了联邦氦气储备。该保护区位于得克萨斯州阿马里洛附近的克里夫赛德气田，是在冷战期间创建的，因为氦气再次被认为是政府的重要资源。在其他任何地方都没有像这样的粗氦气存储设施。该保护区还用作私人粗氦生产厂的连接点和存储点。联邦政府曾经直接参与生产，但是在氦气市场处于低潮期之后，通过了1996年的《氦气私有化法案》，目的是偿还财政部运行氦气计划的债务。通过这项法案，土地管理局将关闭其生产设施，并以固定的价格和价格出售储备中的粗氦。氦、氖、氩和汞蒸气混合可用于充填磷光管。对于低压放电管，在清洁的玻璃管内，氦产生白黄色的光，氦-氩产生橙色光。氖与氩-氦按不同比例混合，充入各种滤光玻璃管，可制成绚丽多彩的霓虹灯。激光技术广泛应用氦族气体。氖-氦连续激光器广泛应用于功率仅为零点几瓦应用中。贵重气体离子激光器以非常高的功率密度和在很宽广的频率范围内操作。二氧化碳激光器是普通连续激光器中功率最强和效率最高的，激发气体是氦和二氧化碳的混合物。电子工业中，氦气的最大应用是半导体器件的生产。起始材料，超纯半导体的单晶体，如硅和锗共熔体生长的过程利用氦既用为保护气又作为传热介质。只有非常纯的惰性气体（一般要求纯度为99.999%~99.999 99%）才可以保证极高的晶体纯度。惰性气体氦还用做掺杂气（如砷化氢和磷化氢）的稀释气和载气，掺杂气在半导体器中用来生成N结和P结。在某些高压电子管转换开关和调整管中也要用到氦。氦-氩混合气在电子元件封装等工艺过程所需的微件焊接中用做保护气。用氦气作半导体生产过程的运载气体，可以安全地将挥发性物质或气体混合物从发生源输送到扩散炉管或反应器的工作室。作为低温工作介质的气体不仅受到它的沸点和冰点的限制，同时还必须考虑价格和安全性。由于氦的化学惰性，它在除极低温度外的所有温度下都接近理想气体行为，且单位质量的热容量高，黏度低和热导率高等特性，所以气氦通常被用做封闭循环低温制冷机的工作介质。氦气的价格上涨和氦气的制造与稀缺弥补科技。氦气的密度非常小，随随便便就回跑到大气层的上方，这点通过氦气球就能看得出来，一旦氦气上升到大气层顶端，最后的结果就是逸散到宇宙空间中。另外氦气还是一个十分特殊的惰性气体，几乎没有所谓的“固态氦”或者氦的液态化合物这种东西的存在，存储成本十分巨大。2019年，因为一则新闻，10月底开始东京迪士尼开始间歇性暂停销售氦气球，因为，氦气涨价了。不仅是日本氦气涨价了，中国氦气涨的更凶。一罐40L的氦气从900元/罐涨到了2800元/罐。日本物理学会和日本化学学会20日联合发布声明，呼吁政府、学术界和工业界合作，加大氦气回收力度，建造大型氦气储存装置。氦气像石油会枯竭一样，氦气短缺，全世界都在面临这个危机。在2013年，为了恢复具有竞争力的市场价格，通过了《氦气管理法》。这继续要求储备金关闭并处置其资产，设定的日期不得迟于2021年9月30日。然而，这又没有按计划进行，并且在2019年，氦气短缺导致价格飙升。许多科学家发现这种不稳定和完全私有化令人担忧，因为联邦储备是“世界上唯一可以储存氦气以缓冲供应波动的地方”。事实证明，不可靠的市场成为许多科学家的价格障碍，而潜在的短缺问题令医疗行业担忧，越来越多的人开始转向回收氦气。通过捕获自然沸腾的氦气并在现场将其液化，研究人员可以重复使用氦气。但是，这些技术的前期成本非常昂贵，许多小型研究人员都不容易获得这些技术。事实证明，一个微小的元素可以在无数技术中发挥重要作用，从NMR到火箭，再到为深海潜水员替换呼吸罐中的氮。氦甚至在美国内政部2018年35种被认为对美国国家安全和经济至关重要的矿物清单中。氦气的重要性不言而喻，希望我国可以早日扩大氦气的量产规模，实现自主自强，不受老美的牵制。
点击此处关注，获取最新资讯！
我的评论
最新评论