有这样一种气体，20世纪早期刚被发现时，由于干扰了人们的天然气开采，一度被人诅咒。 一百多年过去了，曾经被嫌弃的东西，现在却堪比黄金。

这就是宇宙中存在数量很大，但地球上却存量很少的氦气。目前，全球所有的氦气储量只够用200年，而美国掌握了绝大多数的资源，我国的95%都依赖对外进口，对比可谓十分鲜明。

它是怎么从被嫌弃，又华丽转身成为战略储备资源的呢？我们能摆脱被“卡脖子”的现状吗？

美国的拥有量最多

氦气无毒无味，是有惰性的单原子气体。时间回到20世纪初，堪萨斯州的美国人因为发现了油气田而欢欣鼓舞。

然而当地人很快就发现，开采出来的天然气居然无法被引燃。被浇了一身凉水的堪萨斯州人热情也消散了。直到后来人们才明白，是当地油气中混合了的氦气在作祟。

只是以当时的科学技术水平，人们实在想不出来，这种不会燃烧、不会溶于水、化学性质又相当“懒惰”的气体，究竟能用来干嘛。

正因为觉得它“无用”，所以早期的人们就当它不存在了。等到20世纪20年代，人类的飞天梦想逐渐成熟，氦气才悄无声息成为“座上宾”。

彼时，西方各国在研发飞机的同时，还研发出了各式各样的充气飞艇。起初充气所用气源是氢气，但发现这东西性能不稳定容易爆炸，于是就渐渐改用了氦气。

美国人在研发出氦气飞艇后，这才发现自身的氦气储备很充足。不过技术类型应用不广泛，导致氦气的真正价值还未完全体现出来。

作为单分子气体的氦气很轻，因此大气中天然存在的氦气很少。地球上大多数氦气，都是深埋于地下跟天然气混合的。

美国的氦气储量，基本上占到了全球氦气总量的四成左右。而且由于美国在氦气的利用上布局较早，这就使其早早便掌握了氦气市场。

20世纪中期开始，美国对氦气的利用就采取了针对性措施。政府规定油气田在开采中，需要附带提取氦气。如果是含氦量高的油气田，提取更是强制性的。

提取出来的氦气由政府回收，而且不限量有多少就收多少。就这样，美国从60年*开代**始，逐步掌握了全世界的氦气出口市场。而且由于量太大卖不完，剩余的氦气就一直被政府储存起来，以至于量越存越多。

于是有人就会感到疑惑，其他国家不是也有油气资源吗，美国人可以提取，别的国家为何不能提取呢？

其他国家确实也可以提取，但会推高整体的开采成本。由于美国早早布局占据了市场，别的国家高成本开采出来的氦气，无法与之竞争。就这样，世界上很多可以提取利用的氦气，在前期都被白白放跑到大气中飘走了。

时至今日，美国依然是氦气出口最大的国家，一国独占了六成左右的市场。剩余的市场，则被中东的卡塔尔、俄罗斯、澳大利亚等国占有。

我国在氦气的利用领域是需求国而不是生产国，然而偏偏国内氦气的储存量不高。探明总储量只有11亿立方米，能够开采的只有0.5亿立方米，这一规模连0.1%的占比都不到。

再加上我国氦气储藏品味不高，提取技术又不成熟，所以多年来只能进口。截止到目前，我国所用氦气超过95%都是进口的。从卡塔尔的进口量最多，占总进口量的五成以上。

如此重要的氦气，究竟用它来做什么呢？

氦气价值随着技术的提升而走高

医疗领域，氦气由于沸点低在零下260℃以下，所以可以用来做冷冻气体。在医疗设备核磁共振领域，它可以保证设备的准确成像，从而获取人体内脏组织的高分辨图像。

不可燃烧的特点，还能在医疗麻醉领域使用，稀释易燃的麻醉剂。现在医疗设备中使用的氩氦刀，其中的构成就有高纯度的氦气，可以进行外科手术，治疗多种疾病。

此外，把氦气混合到氧气中供潜水员使用，可以预防因为压力失衡而出现的“减压症”。

工业领域，氦气应用就更广泛了。由于氦气不容易跟其他气体发生化学反应，所以在激光器、冶炼和焊接等领域，可用来做保护气体。比如铝、铜这类高导热性材料，焊接时氦气就成了最理想的保护气体。

汽车制造上，像散热器、换热器等零部件的测试，都会用到氦气。氦气和氩气的配合使用，还通常被用于汽车的安全气囊。

氦气在电子工业领域的应用同样很广泛。现在的各类电子产品的零配件越来越小，无论是制造还是使用过程，散热就成为了必不可少的一项要求。氦气优良的导热性能，成为了半导体制造领域的必需品。

它能冷却零部件，提到生产效率和充当保护作用，进而降低产品的缺陷。在电子产品的应用中，很多储量大的硬盘，里面也使用到了氦气。

在更为精密的航天技术领域，氦气更是无可替代。不管是飞机火箭，还是其他航天器才的制造，整个过程都会广泛使用氦气。

比如宇宙飞船应用之后，在外太空的飞行和各种作业中，会使用氦气净化氢气系统，在飞船别的运行系统中，还能作为增压剂使用。

不得不说，上天入海，工业应用到人体医疗，氦气的使用面非常广泛。一百多年前的人根本想不到，当年这种不能让天然气着火的玩意儿，在新时代居然能有这么多的作用。

奇货可居，堪比黄金

正因为应用广泛，几乎垄断了氦气市场的美国，早早就将氦气列为了战略储备资源。2018年，氦气更是被美国列入了35种关键矿产名录。除了美国之外，俄罗斯方面近年来针对氦气，也出台了大量保护性法令。

正所谓奇货可居，一时间氦气堪比黄金。尤其是近年来美国的储备气体卖完以后，近年来氦气的价格更是猛涨不断。

此外，国际形势的不稳定也推高了氦气的价格。俄乌冲突之后，俄罗斯在2022年就限制了国内惰性气体的出口，这再次导致国际氦气价格大涨。

2017年时，国内氦气价格还维持在每立方米100元到200元之间。2022年3月后，我国氦气价格飙升到了每立方米420元到460元。

一方面是氦气涨价，另一方面则是国内氦气需求量在持续增加。2012年，我国每年所用氦气还只有500万立方米。10年后，这一规模增长到了2200万立方米，增长了4倍还不止。

这样一来，供求之间的矛盾就越发突出了。有什么解决办法吗？

技术提取是最大的突破点

我国同样拥有大量的天然气资源，但目前受限于提取技术和成本，这方面的进展并不快。氦气的提取，也成为国内2022十大工程技术难题之一。

目前，主流的氦气提取方法是低温精馏，利用天然气中不同气体的临界温度差异，使得各个气体分离，进而将氦气提取出来。

提取过程中，先把天然气冷却到零下190℃，这可以提取70%到90%的氦。但这种氦气纯度并不高，要想达到接近百分百的高纯度氦气，还需要进一步利用低温精馏，将氦气做进一步提纯。

从应用上看，整套技术工艺相当成熟，我国目前氦气的提取用的也是这个办法。比如国内西南油气田分公司，可以从含有0.18%氦的天然气中提取，每年的产量为2万立方米。

但是从成本上看，这种技术的整体投资高，能源消耗也很大。因为，我国 天然气中含氦量普遍不高，高成本的提取得不偿失。 也因此，国内相关行业的科研人员，也在积极寻求其他提取方法。

目前，已经在研发的膜分离与低温吸附耦合技术，正处在攻关阶段。这项技术，可以将含氦不高的天然气，通过膜富集到80%，然后再集中使用低温精馏得到纯度更高的氦气。如此一来，成本就能显著下降了。

而在这项技术中，还有三个方面的挑战。第一是需要解决分离膜材料的问题。第二，需要克服材料本身产生的塑化效应。第三，还要消除材料长时间运用的老化问题。

中科院过程工程研究所，现在就这一技术正在牵头研发攻关。

也可以回收利用

除了从天然气里提取之外，氦气还是可以再回收的。在一些设备制造中使用过的氦，回收之后经过净化处理，就可以再次利用。

不过在回收过程中，需要针对此前使用的类型，再次对氦气进行纯化才行。但是，由于氦气自身密度太小，一旦接触空气就容易逃逸，所以回收的难度和成本也不低。

从经济效益的角度看，利用技术提取氦气，才是更主要的模式。

结语

即使未来技术上取得突破，但地球上整体的氦气含量很少。根据科学家的预估，目前地球上的氦气，只够用两百年左右。

能不能找到氦气的替代品，也会成为未来的一个研究方向。但是就眼下的情况看，由于氦气总量少而使用面又广，它的价值属性只会随着储量的变少而越来越高。

当然还有一种可能，那便是未来随着技术的进步，人类或许不用再使用氦，甚至又找到了别的可代替方案。

这一切皆有可能，毕竟一百年前的时候，谁也不知道氦气会在21世纪有如此高的价值。没准到22世纪后，原先被无视的石头，反倒成为新的有价值的资源了呢。

参考资料：

《氦气对外依存度超过95%，国产化核心技术突破进展如何》 瞭望周刊 2023年4月3日