在又一次氦危机的边缘，自 2010 年以来的第四次！行业媒体上的报道比比皆是，供应商正在发送有关供应链问题、价格上涨和订单量限制的警告信。与 2019 年末和 2020 年初的上一次危机相比，目前的情况是更多的供应商限制分配（有时是“典型”使用量的 45% 到 65% 之间）而不是提高价格，尽管价格自然而然地随着供应收紧。   地下放射性形成的 He通常通过可渗透岩石释放到大气中（并随后迅速消失到太空中）；然而，在岩石不透水的地方，氦气被困在天然气沉积物旁边。低温高压分馏可用于从甲烷中分离氦和氮，随后在冷凝器中冷却以分离粗氦（其中含有 50-70% 的氦、1-3% 的残留甲烷、少量的氢气和氖，其余为氮气）。然后将这种粗氦冷却到 -315 oF，其中氮气和剩余的甲烷冷凝并排出。然后加入空气并在催化剂存在下加热，使氢气与空气中的氧气反应形成水蒸气，水蒸气可以通过冷却冷凝并排出。然后使用变压吸附 (PSA) 单元，通过使用微孔吸附剂 (3) 选择性去除，将高纯度氦气 (99.99%) 从任何剩余杂质中分离出来。在天然气沉积物中的氦浓度较低（通常低于 0.3% 体积）的情况下，公司使用更先进的多床 PSA 技术以经济可行的方式回收氦 (4)。作为238的半衰期U 大约有 45 亿年（地球估计大约有 47 亿年），每年产生极少量的“新”氦，因此它被赋予“不可再生资源”的地位。氦气被多种行业使用，包括磁共振成像 (MRI) 仪器的低温冷却、飞艇和火箭的提升气体、焊接、半导体制造以及泄漏检测工具，具有科学和分析用途氦气约占每年氦气消耗量的 20%。全球氦的总消费量（2021 年）估计约为 1.76 亿立方米，全球资源估计为 59 亿立方米（5），在当前消费水平上总共可以供应 335 年。   那么，鉴于氦储量丰富，目前供应问题的原因是什么？   美国国家（有时称为联邦）氦计划储备，目前由美国管理，土地管理局 (BLM) 位于德克萨斯州狭长地带的一个天然地下设施的悬崖边储存设施中，靠近阿马里洛周围的天然气田. 虽然一些氦气是在当地的气田中精炼的，但大部分是从美国北部的其他精炼设施通过管道输送到数百英里之外的。1920 年代的《矿产租赁法》将所有氦气生产保留给美国政府使用，而 1960 年的《氦气法修正案》允许美国矿业局安排五个私人工厂从天然气中回收氦气，实际上是政府购买了氦气储备. 到 1995 年，国家氦气储备含有 10 亿立方米的气体，但只有 1 美元。40 亿美元的债务和 1996 年的氦气私有化法案要求出售氦气储备以偿还这些债务。希望到 2015 年储备将被出售，私营企业将建立新的氦气来源以满足需求。至关重要的是，储备拍卖的定价低于市场价值，以确保快速偿还债务，保持全球定价相对较低，然而，储备的持续生产和维护成本导致了不可预测的价格调整达到市场水平，影响全球氦气价格。希望到 2015 年储备将被出售，私营企业将建立新的氦气来源以满足需求。至关重要的是，储备拍卖的定价低于市场价值，以确保快速偿还债务，保持全球定价相对较低，然而，储备的持续生产和维护成本导致了不可预测的价格调整达到市场水平，影响全球氦气价格。希望到 2015 年储备将被出售，私营企业将建立新的氦气来源以满足需求。至关重要的是，储备拍卖的定价低于市场价值，以确保快速偿还债务，保持全球定价相对较低，然而，储备的持续生产和维护成本导致了不可预测的价格调整达到市场水平，影响全球氦气价格   私营企业对氦气生产的兴趣确实符合美国政府 1996 年的预期，2013 年《氦气管理法案》签署成为法律，允许国家氦气储备的销售持续到 2021 年 9 月（现为 2022 年 9 月），有效结束联邦参与储备。这一法案有效地减缓了联邦氦气的销售，并允许土地管理局以更高的价格拍卖天然气。该法案阻止联邦政府削减私营生产商，从而鼓励更多的氦生产来源上线。   Cliffside BLM 的氦气公开销售的有效结束可能预示着未来的供应或定价问题，但是，在短期内，该设施还有其他问题。在 2021 年底停产四个月后，由于发现重大泄漏，该设施尚未恢复生产，导致全球供应量每年减少 1400 万立方米。   到 2023 年，俄罗斯阿穆尔地区的一家新生产工厂将在全球供应中再增加 20% 至 30% 的产能（高达 7000 万立方米），然而，2021 年 10 月发生火灾，随后 1 月发生爆炸和火灾2022 年目前该工厂的产能为零。没有建议的工厂上线日期，但我已经看到了六个月以上的估计。当然，俄罗斯与乌克兰的战争进一步加剧了阿穆尔工厂的供应，这导致了石油和天然气产品的进口禁运。     阿尔及利亚的 Arzew 设施通常通过液化天然气生产氦气，天然气通过集装箱船在全球范围内运输。这种压缩或液化过程使得在该设施中生产氦气在经济上可行，因为它在比天然气更高的压力和更低的温度下液化。同样，由于与乌克兰的战争，目前欧洲的天然气供应受到高度限制，来自 Arzew 的大部分天然气正通过管道通过西班牙直接输送到欧洲。由于管道运输不需要液化，因此目前提取氦气在经济上不可行，导致全球供应进一步减少。据估计，全球液化天然气产量较今年 1 月下降 30%，原因与上述类似，   这些只是造成当前供应链问题的部分原因。其他包括从卡塔尔通过沙特阿拉伯到阿拉伯联合酋长国的一个大型港口的天然气禁运（尽管这种情况现在显然已经解决）以及全球范围内一系列较小生产设施的各种维护和计划外停机。这场“完美风暴”导致了当前的供应链问题，其中任何一个问题都可能导致氦气供应出现“昙花一现”，但总体上却呈现出非常具有挑战性的供应形势。那么，氦供应的短期和中期前景如何？   显然，位于 Cliffside 的 BLS 工厂需要尽快恢复运行，而且我已经看到有关在 6 月之前重新开始生产的报告。然而，鉴于当前和可能持续的地缘政治局势，阿穆尔和阿泽夫设施的局势似乎没有短期解决方案。   中长期形势确实看起来更光明。一家大型气体供应商最近宣布再次在德克萨斯州开设世界上最大的氦气储存洞穴设施，其供应能力计划超过 BLM 工厂 (7)。新的公司正在形成以提取氦作为“纯游戏”资源，即纯氦提取的开采和勘探，而不是作为天然气精炼的副产品。萨斯喀彻温省、犹他州和坦桑尼亚正在开发站点，这些站点可以从 2024 年开始为该系统贡献大量容量。   从目前的研究来看，我认为短期供应问题不会很快解决，但从中长期来看，维持用于科学和医疗诊断用途的安全氦供应具有足够的商业和政治利益。

Avanti Energy Inc.宣布，他们已完成Flathead Cambrian位于蒙大拿州大纳彭的 WNG 11-22 Helium 井上的区域，是三个潜在区域中的第一个。WNG 11-22 井的两个 Souris River 区域（位于寒武纪井上）的完井和测试正在进行中，预计将在未来几周内公布结果。   Avanti Energy完成了 Flathead 寒武系带的酸化和清理过程，之后该井在 350 psig 的流动压力下在节流器上达到超过 4 mmscf/d 的峰值持续 6 天。     Avanti 首席执行官Chris Bakker评论道：“WNG 11-22 井的平头寒武纪带的测试结果进一步证明了 Avanti 的 Greater Knappen 资产的潜力。” “仅从Avanti的第二口井中获得这些结果是一个令人难以置信的结果，也证明了Avanti 整个团队的质量。”   Avanti 已与 IHSMarkit 签订合同来分析流量和堆积测试，并与 McDaniel & Associates 签订合同来评估储层的资源潜力。初步实验室结果显示，寒武纪带的气体成分为 97.5% 氮气、1.1% 氦气、1.1% 甲烷、0.3% 二氧化碳和微量其他碳氢化合物。由于主要气体是氮气，公司很高兴发现了绿色氦气，因为氮气不是温室气体，它可以安全地排放到大气中而不会对环境造成影响。   基于这些结果，该公司正在寻求基于 5 mmcf/d 的原料气入口生产率的设施设计，从而估计产生 55Mcf/d 的净氦气。对公开数据的回顾显示，加拿大第一和第二高产氦井的产量分别为 ~60Mcf/d 和 ~50.6Mcf/d 1。   “在可预见的未来，随着俄罗斯阿穆尔工厂的停产以及德克萨斯州阿马里洛的美国政府 (BLM) 工厂的停产，更广泛的氦气市场继续呈现出令人难以置信的有利条件，”Bakker 先生继续说道。“批发价超过600 美元/mcf，零售价高达 2,000 美元/mcf，我们的重点正在转向设施工程和商业协议，目标是尽快实现现金流。”   公司已向多家工程公司提交了一份 RFP，以进行设施设计，目标是尽快将 WNG 11-22 井投入生产，并制定评估井的钻井计划，以确定油藏的规模。 WNG 11-22 井。   关于阿凡提能源 Avanti Energy 专注于加拿大西部和美国的氦气勘探、开发和生产。Avanti 的专业油气勘探和生产团队正在积极瞄准未开发的潜在氦气储量，以帮助满足全球对先进技术、医疗和太空探索行业至关重要的不可替代和稀缺元素日益增长的需求。  

氦是一种化学元素，是一种无色、无臭、无味的气体。在日食期间太阳发出的光的光谱（将光分裂成不同颜色的光线）中首次注意到这一点。1868 年，法国天文学家皮埃尔·朱尔斯·詹森和他的英国同事约瑟夫·诺曼·洛克耶（Joseph Norman Lockyer）能够观察到一条新的浅黄色线，这在科学界之前是未知的。事实证明，这是一种以前未知的元素的显示方式，后来被称为氦。   就在宇宙中的分布而言，氦在氢之后位居第二，但在我们的星球上这种气体并不多。直到 1895 年，苏格兰化学家威廉拉姆齐才从矿物硅藻土中分离出氦。   “存款”分类 今天，这种稀有元素是从天然气中提取的。奥伦堡天然气加工厂正在俄罗斯这样做。所发现的沉积物在天然气中仅含有 0.055% 的氦，这将该来源归类为“贫乏”。“富”矿床可称为所需物质的百分比不低于 0.5% 的矿床。如果氦气在气体中的份额为0.1-0.5%，那么这样的场就称为“普通”场。   自然界中的氦 陆地氦最常由铀 235、钍和铀 238 及其不稳定的衰变产物衰变形成。气体慢慢地积聚在地壳中。数百万年来，一吨花岗岩中含有 10 克钍和 2 克铀，只产生 0.5 立方厘米（或 0.09 毫克）的元素。只有少数富含钍和铀的矿物可以拥有高含量的氦。此外，大部分矿物经过风化、重结晶等过程，导致氦逸出。释放的气泡可以溶解在地下水中或通过矿物中的裂缝和孔隙逃逸到大气中。   氦气生产 我们的星球上有多达 410 亿立方米的氦气。大量矿床分布在中国、美国、俄罗斯、阿尔及利亚。全世界人类每年总共生产氦气约1.75亿立方米，其中俄罗斯生产的氦气不超过500万立方米。这是因为这种天然气最丰富的矿床位于尚未建立生产的西伯利亚和远东地区。   氦是如何从天然气中产生的 从天然气中提取氦气包括两个阶段。作为低温冷凝的结果，可以获得氦浓缩物，其中已经存在 80% 的所需物质。接下来，您需要清除所产生的浓缩物中的杂质（方法取决于元素）：氢气、氩气、氖气、氮气、甲烷。   氦气的应用 氦气具有许多有用的特性，包括导电性和导热性。在许多领域，这些属性是必需的。气体通常用于航空、火箭、核工业和电子工业以及医药。   1915 年，德国首次使用氦气，他们开始用它填充飞艇。很快，这种轻质且不易燃气体成为航空交通工具不可或缺的填充物。1930 年代，由于化学家、冶金学家和机械制造商开始关注这种元素，人们对飞艇建造的兴趣减弱，导致氦产量减少，尽管只持续了很短的时间。   氦气非常轻，因此可以在浸入水中或用于航空（气球、飞艇）时使用。   这种气体是无毒的，可以吸入而不损害健康。正是由于这个原因，各种呼吸混合物通常由它制成。   这些可以是用于进行沉箱工程或水肺潜水的组合物。这种气体范围与其在水和血液中的低反应性和溶解度有关。   最近，氦气经常用于核工业：这种物质是核反应堆的良好冷却剂。气体也在冶金中找到了自己的位置：在焊接金属时，可以用氦气创造一个保护环境。   氦气使获得超低温成为可能，在大型强子对撞机中充当冷却剂。它用于制造 MRI 机器、阿波罗火箭和卫星设备。它在光纤和半导体的生产中用作惰性气体。氦气激光器用于超市的收银台扫描条形码。   由于其低密度，气体被用作气球的填充物，用于装饰和研究目的。例如，在气象学中，需要使用氦气球来将测量仪器提升到所需的高度。   我们有足够的氦气吗？ 据俄罗斯天然气工业股份公司 VNIIGAZ 预测，到 2030 年，整个行业将需要约 238-3.12 亿立方米，远高于预计产量（213-2.38 亿立方米）。自然会出现短缺，这只能通过提高世界各地的氦产量水平来避免。俄罗斯联邦政府已经采取必要措施，在恰亚丁、科维廷斯基和西伯利亚其他地区为如此重要的资源建立生产中心。

GGE 与 Paradox Resources 的新联盟旨在快速跟踪和优化当前活跃的氦市场中存在的商业机会。   Grand Gulf Energy 已与氦精炼商和销售商 Paradox Resources 建立战略联盟，以寻求几个先进的机会，以优化和优先考虑近期对新兴氦市场的敞口。   Paradox 拥有位于犹他州的里斯本谷氦气工厂，位于 Red Helium 项目以北约 20 英里处——该工厂将成为重新启动 Paradox 液化器的优先供应商，能够生产高纯度 99.9995% 的氦气，从而吸引溢价超过 1,000 美元/mcf。   “Grand Gulf 还将与氦工厂所有者 Paradox Resources 合作，向半导体制造商和航天工业等高科技最终用户进行营销，并探索任何集体企业交易和机会，”他说。“战略联盟已经确定了两种可能产生收入的二氧化碳处置方案，这两种方案都将在短期内得到更充分的发展。”GGE 聘请了一位在氦气加工、销售和营销方面拥有丰富经验的专业氦气顾问，以促进和推动战略联盟。   氦气市场前景 持续供应方面，GGE 表示，包括美国政府 BLM Cliffside 设施停电（全球供应量 10%）和阿穆尔设施事件（全球供应量 10-20%）等问题给全球市场，尤其是美国市场带来了极大压力现货市场。  

中国正通过创新驱动发展的国家战略，努力成为量子技术的世界领先者。来自上海的一组研究人员声称已经开发出一种新型冷却系统，可以产生量子计算机运行所需的极低温度。   大多数量子机器的核心部件——从计算机到卫星——检测和操纵易受热干扰的亚原子粒子以存储和处理信息，因此这些机器需要在接近绝对零的条件下运行。   为了保持系统的“量子态”， 必须 尽量减少任何破坏脆弱位置的风险，例如温度的最轻微升高会导致原子和分子过度移动并增加内部亚原子粒子的电压它们从而改变了它们的量子态。   Helium-3——地球上极为稀有   冷却最先进的量子硬件需要氦 3，这是一种氦的同位素，在带走热量方面具有无与伦比的效率。然而，氦 3 在地球上极为罕见，主要供应来自老化的核弹头。   在不到二十年的时间里，Helium-3 对量子研究和其他颠覆性技术的需求呈指数增长，其价格上涨了 40 多倍。   此外，不是任何人都可以购买它。例如，在美国，Helium-3 是为数不多的基于军事原因受到政府严格生产和分销控制的商品之一。   中国科学院上海技术物理研究所党海正教授和他的同事在上周发表在国内同行评审科学公报上的一篇论文中表示，他们已经为一些要求最苛刻的量子建立了强大的冷却系统。完全不使用任何 Helium-3 的机器。   Helium-4 超级流体 这种新的冷却装置利用了 Helium-4，这是另一种氦同位素。Helium-4 比 Helium-3 丰富得多，但在极端条件下作为冷却剂的效果较差   氦 4 在低至 2 开尔文（-271 摄氏度）的温度下会变成 超流体，无论重力如何都会爬墙，并且变得更加难以控制。   超流体可以做其他流体无法做到的事情，那就是违反重力定律并爬上容器的壁并逃脱。   党教授的团队开发了一个理论模型，可以在一定程度上预测 Helium-4 在超流体状态下的流动行为。   他们建造的冷却系统的工作原理类似于家用冰箱，但活动部件很少。它由脉冲能源驱动并以高频率运行以提高传热效率。   为了遏制 Helium-4 的不规则行为，党教授的团队添加了一个特殊组件来阻止反重力爬升。据研究人员称，该设备的一部分还必须采用质量极高的组件制造，其精度是当今主流产品的两倍。   在他们的实验中，新的冷却装置将超导纳米线单光子探测器（一种常用于量子机器的光学传感器）保持在 1.8 开尔文的温度下超过两周（15 天）。   研究人员声称，这项实验的结果表明，Helium-4 有可能在一些最苛刻的应用中完全取代 Helium-3，例如太空任务。     根据研究人员的粗略估计，找到一种 Helium-3 替代品可以将雷达中的量子技术成本降低至少 10%。   2016年，中国电子科技集团公司第十四研究所智能传感技术重点实验室的一组中国研究人员 声称 已经开发出一种“量子雷达”，可以探测到100公里以内的目标。   当时的中国媒体 将这种雷达称为 隐形战斗机的“克星”。首席研究员说，该系统不仅可以跟踪隐形飞机，还可以跟踪“高层大气及以上的高速飞行物体”——即弹道导弹。   量子技术的大规模应用 除此之外，中国对量子技术发展做出的一些最重要的贡献包括世界上第一颗量子卫星、最长的量子通信网络和最快的量子计算机。   然而，以上所有这些都是使用 Helium-3 冷却的传感器开发的，而 Helium-4 的使用可以进一步实现量子技术的大规模应用。   也就是说，新冷却装置的可行性值得怀疑，因为实验是在实验室中进行的。   但重要的是，曾经被斥为模仿外国发达技术的中国正在引领与量子技术等新兴技术相关的创新。   习近平主席在去年 10 月召开的中国共产党第十九次全国代表大会上宣布，到 2035 年，中国应该成为“全球创新引领者”。   根据“十三五”规划，中国启动了量子通信与计算“大工程”，旨在到2030年在这些技术上实现重大突破，包括扩大中国国家量子通信基础设施、发展通用量子计算机原型，以及实用量子模拟器的构建。

奥斯汀（KXAN）——国家气象局每年两次在全国范围内发射数百个气象气球。最近的氦气短缺，由于俄罗斯入侵乌克兰而加剧，导致其中一些气象气球发射被取消。 KXAN 上个月一直在调查这些取消可能对我们的预测产生的影响以及导致短缺的原因。 根据新布朗费尔斯国家气象局办公室的气象学家马修·布雷迪（Matthew Brady）的说法，在 101 个发射气象气球的地点中，有 12 个依靠氦气上升。在这 12 个站点中，有 5 个站点不得不将它们的发布次数从每天两次减少到每天一次。 这些站点主要位于东海岸： 纽约州奥尔巴尼 纽约州纽约市 佛罗里达州塔拉哈西 北卡罗来纳州格林斯伯勒 南卡罗来纳州查尔斯顿 布雷迪说：“国家气象局发出气象气球，以获取全国大气的快照。” 他说气象气球非常重要，因为它们提供了有关高层大气天气状况的少数信息来源之一。这些数据对于试图预测天气的气象学家来说是必不可少的。 受影响的站点之一格林斯伯勒最近恢复了每天两次的发布。其他四个站点正在限制他们的发射，但布雷迪表示，如果预报中有重大天气，他们将进行发射。 氦气短缺怎么办？ 德克萨斯大学奥斯汀分校经济地质局的地质学家 Toti Larson 表示，有几个因素导致了全球氦气短缺。“氦气的产量下降。氦气的消费量正在上升。” 拉尔森说，氦气不仅用于气球，还用于冷却医院的 MRI 机器和半导体生产，这是当今供应短缺的另一件事。 经济地质局的任务是在世界各地寻找氦气等气体。为此，拉森和他的团队可以使用三个仓库，里面装满了从世界各地收集的岩石样本。“我们正试图了解可用的资源，以及它们在地球上的什么位置。” 他们测试岩石样本以确定其中所含矿物质的方法之一是使用扫描岩石的光谱仪。他们在这台机器中使用氦气。 氦气主要与石油和天然气一起开采。 “氦是由岩石中的铀和钍衰变产生的。但它的收集就像在岩石中收集天然气一样，”拉森说。 “关于氦的难点之一是它非常罕见。因此，即使我们说我们的氦浓度很高，它也只是总气体的百分之几，”拉尔森说，在开采氦时，回收的大部分是其他类型的气体。 世界上哪里有氦气？ 美国是氦的主要来源之一。我们有几个地方，比如蒙大拿州，可以找到高浓度的地方。几十年来，美国的供应过剩。 “氦气，历史上一直储存在美国得克萨斯州的狭长地带，靠近阿马里洛，那是我们拥有战略氦气储备的地方。自 80 年代以来，我们一直在消耗战略性氦气储备，”拉森说。这种储备的开采导致氦的价格下跌，但也导致了短缺。 世界氦气的另一个主要供应国：俄罗斯。 “俄罗斯是氦气的主要供应国，他们确实生产了相当多的氦气。所以现在随着俄罗斯发生的那种地缘政治，对美国氦气的需求将会更大，”拉尔森说。 是什么让氦气如此特别？ 氦是一种惰性气体，因此是惰性的。 “由于是惰性的，它不会像其他气体那样与事物发生反应，”拉森说，因此它可以安全地用于各种事物。 另一种惰性气体氖也以类似的方式使用。它可以在半导体和灯泡的生产中找到。氖是通过从空气中提取纯化的氧气来开采的，基本上是地球上具有超高浓度氧气的区域。 “乌克兰恰好是一个非常大的纯氧生产国，”拉尔森说。 氦气比空气轻。另一种比空气轻的气体是氢气。 “氦与氢的区别在于氢不是惰性的（如氦和氖），因此它可能具有爆炸性，”拉尔森说。 布雷迪说，这就是一些办公室在发射时仍然使用氦气的原因。其中一些发射发生在主要城市或在建筑物附近进行。 NWS 表示，较少的气球发射不会对当地的预测产生重大影响。附近的雷达和其他传感器将能够填补大部分数据空白。 由于短缺，NWS 计划在未来几年寻找减少对氦气的依赖的方法。

半导体芯片短缺何时结束？ 由于半导体短缺，汽车的生产再次摇摇欲坠。也称为芯片短缺，这种缺乏必要组件的问题几个月来一直是一个重大问题。不幸的是，尽管与短缺有关的情况有所好转，但似乎只会变得更糟。短缺最初是由于 Covid-19 大流行在中国停止生产的结果。然而，乌克兰和俄罗斯之间持续的冲突现在让事情变得更加倒退。这就引出了一个问题，短缺何时结束？ 是什么导致芯片短缺？ 最初，芯片短缺来自 Covid-19 大流行。这些半导体芯片大部分是在中国生产的。因此，随着中国关闭以阻止病毒的传播，半导体芯片的生产被推迟了几个月。 随着美国汽车制造商和其他半导体芯片用户恢复全面生产，缺乏库存芯片最终成为一个问题。半导体的生产正在恢复正常。然而，芯片短缺的新根源出现了——俄罗斯入侵乌克兰。 据Vox称，乌克兰是最大的氖气供应国之一。除其他外，霓虹灯对于生产这些半导体芯片是必不可少的。不幸的是，俄罗斯的入侵对生产产生了明显的影响。 Ingas 和 Cryoin 是霓虹灯的两大主要供应商，总部位于乌克兰城市 Mariupol 和 Odesa。俄罗斯多次轰炸马里乌波尔。此外，NPR 报道称，俄罗斯最近轰炸了敖德萨，以摧毁一座石油加工厂。 在这些芯片的生产中，氖用于激光器。激光雕刻硅，这些芯片的主要材料。光刻步骤是激光将硅蚀刻到电路板上的微小电路中。由于芯片非常小，需要控制激光的确切波长，这就是氖在生产过程中的用途。因此，没有氖，就没有半导体生产。不幸的是，乌克兰的破坏导致全球范围内的霓虹灯严重短缺 没有人能说芯片短缺何时结束 不幸的是，事实是，只有在乌克兰冲突结束时，短缺才能结束。但是，这并不是说一旦战争结束，它就会结束。考虑到破坏，乌克兰基础设施完全恢复可能需要几个月甚至几年的时间。 今年早些时候，AutoEvolution表示，现代预计将在 2022 年下半年恢复其芯片供应。此外，该报告指出，乐观的芯片供应量将在 2023年恢复到 2020 年前的水平。然而，这是在乌克兰遭到袭击之前的二月份。 可悲的是，芯片短缺并不是乌克兰发生的最严重的事件。成千上万的无辜民众在家中面临战区条件。因此，虽然您在六个月内无法获得那辆新车或您的宝马没有触摸屏可能有点遗憾，但值得记住的是，我们没有最糟糕的情况。 现在世界所能做的就是等待。

对于 Eva Andrei 来说，液氦的成本在过去两年中翻了一番多，从 100 升杜瓦瓶的 930 美元增加到今天的 2000 美元。但这只是罗格斯大学物理学家氦问题的一部分。稀有气体的短缺意味着她只能操作实验室中四台扫描隧道显微镜中的一到两台，每台扫描隧道显微镜每周需要 100 升液氦来进行量子物理学、超导和石墨烯等领域的实验. Margaret Eastman 在俄克拉荷马州立大学维护着四台核磁共振 (NMR) 光谱仪。她非常担心自己可能会用完液态氦，所以她请附近的其他研究人员帮助她冷凝氦气，她计划从商业供应商那里获得氦气——结果却得知供应商也没有可用的气体。 太平洋西北国家实验室 (PNNL) 催化科学小组负责人南希·华盛顿 (Nancy Washton) 维护着 28 台带有超导磁体的仪器：24 台 NMR 和 4 台傅里叶变换红外光谱仪。截至 3 月 25 日，她已经停用了两台 NMR，并计划在 5 月停用另一台。由于供应商梅塞尔连续削减了 PNNL 的氦气分配，从短缺前的平均每月 2400 升减少到 3 月份的 940 升，迫使停工。“这根本不足以维护我们的设备，”Washton 说。选择要么以有序的方式加热磁铁，要么让它们熄灭，否则它们可能会被永久损坏。“我们现在生活在供应商拥有的储存液氦上，”她说。 在大流行的早期阶段，工业和娱乐应用对氦气的需求减少导致轻气体供应充足。但现在，氦生产的中断被归咎于最近几个月供需平衡的突然转变。氦气行业顾问 Phil Kornbluth 将当前的氦气形势称为短缺 4.0；2006-7、2011-13和2018-20年也出现了供应短缺。 事件的汇合 造成最新短缺的主要原因是泄漏导致 Cliffside 粗氦浓缩厂于 1 月中旬意外关闭，该厂由土地管理局运营，用于处理来自德克萨斯州 Bush Dome 水库的原始氦气。Kornbluth 说，在去年该工厂停工四个月之后，这次关闭已经消除了一个通常每年从水库提供约 1420 万立方米水的水源。这大约是通常流经 724 公里管道的体积的一半，几家主要氦气供应商利用该管道进一步净化气体以供分配。大约等量的氦气从位于堪萨斯州、俄克拉荷马州和德克萨斯州下方的 Hugoton 天然气田进入管道。 就其本身而言，如果俄罗斯远东阿穆尔的新天然气加工厂在 2021 年 9 月开业后继续运营，那么 Cliffside 的损失可能不会如此具有破坏性。但 10 月份的一场大火，以及 1 月份的一次爆炸，无限期地关闭了该设施。业内观察人士怀疑阿穆尔公司所有者俄罗斯天然气工业股份公司在今年第三季度恢复运营的承诺。Kornbluth 说：“底线是，阿穆尔的两座 [工厂] 年产量可能高达 14 亿立方英尺（4900 万立方米），但将为零。” “这就是世界上有充足的氦供应和短缺之间的区别。” 乌克兰战争使人们对俄罗斯氦气的长期供应产生了进一步的怀疑。迄今为止，氦气尚未受到美国的制裁，而中国对这种气体的需求很大，而中国尚未对莫斯科实施制裁。但科恩布鲁斯说，由于战时的敌对行动，从西方向俄罗斯提供的氦气专业知识和设备可能会受到阻碍或切断。 今年早些时候，卡塔尔的三个生产氦的液化天然气工厂中的两个因定期维护而关闭，这加剧了目前的氦短缺。（氦气少量存在于天然气中，并在气体液化过程中分离出来。）这些设施应该在本月恢复全面生产，Kornbluth 说。最近，为应对乌克兰战争导致的天然气短缺，阿尔及利亚的两家液化天然气厂之一被关闭，其天然气原料通过海底管道输送到欧洲。 Kornbluth 说，在五家主要的氦气供应商——空气化工产品公司、液化空气、林德、Matheson 和梅塞尔——中，除了空气化工产品公司之外，所有供应商都宣布了不可抗力，并且现在将其客户的合同数量的 45-60% 进行配给。通过采购订单 (PO) 购买氦气的非合同用户最难获得它；他说，过去几个月现货价格翻了一番。 伊士曼的供应商承诺每年交付 920 升，是她收到的 65%。“你不能这样继续下去，”她说。“核磁共振磁铁需要他们需要的东西。你可以推动它而不是将它们填满，但如果你再次这样做，下次水平将低于你的需要。磁铁在不淬火的情况下可以承受的最低限度。” 安德烈说，去年与供应商谈判合同失败后，她不得不在现货市场上购买。“他们告诉我们，我们必须签署不回收利用的承诺，”她说。“我们必须为每个 100 升的订单写一份采购订单。交付需要一周或更长时间，您永远不知道它是否会到达。所以你可能不得不预热你的实验并破坏你的样本。” 回收有帮助 与短缺的情况一样，一些用户比其他用户更幸运。西北大学的物理学家威廉·哈珀林说，他从梅塞尔那里得到的分配是他通常购买的 45%。但 Halperin 还在该大学运行了一个中央氦气回收和液化系统，该系统回收了那里使用的氦气的约 70%。这使得库存积累到大约 5000 升液氦，足以满足目前的需求。 作为为氦气支付溢价的大用户，圣路易斯华盛顿大学的化学家 Sophia Hayes 说，她很幸运能够收到 75% 的短缺前交货。该大学最近安装了一个回收和液化设施，以收集她实验室中六个 NMR 的蒸发物。但到目前为止，系统中的泄漏导致回收率很低。 华盛顿说，在短期内，PNNL 将能够容纳其所有研究人员使用剩余的仪器。“这将需要杂耍，人们必须灵活，我开玩笑说周六晚上 11 点必须有人进来。” 进一步削减 PNNL 的分配将改变这一点。“我们正在评估不同的情景——我们将如何适应这种情况来降低仪器以及我们将工作转移给他人的能力。”

全球氦气短缺正在影响研究人员和企业。 实验室协调员 Matthew Revington 表示，这种气体对温莎大学的核磁共振 (NMR) 实验室非常重要。氦气用于实验室的核磁共振光谱仪，“化学家每天都在使用它来评估他们制造新材料的情况。这是他们为各种用途优化新分子过程中的日常步骤。” “我们需要氦气来冷却这些光谱仪，这样它们就有足够强的磁场来产生化学家进行这类工作所需的信息。”供应商告诉实验室，预计他们去年收到的氦气量是他们的 75%。 “这可能不足以让这些仪器继续运行。”这将干扰研究，并且还要花费相当多的钱来保持我们购买的氦气，以及仅仅在没有氦气的情况下维护机器。 Revington 认为这种短缺与供应链问题和乌克兰战争等因素有关，这将导致实验室进行的研究再次放缓。由于在大流行中损失了很多时间，现在这将减缓整体研究速度，降低我们购买新设备和升级现有设备的能力。 氦气的膨胀成本 这种短缺也给使用氦气的企业带来了问题，导致成本上升。“不幸的是，对于一些客户来说，氦气的成本只是让他们定价过高。”

萨斯喀彻温省政府于去年 11 月启动了一项氦气行动计划，最近宣布向萨斯喀彻温省研究委员会 (SRC) 拨款 140,000 美元，用于氦气液化中心研究   该省的氦气行动计划 (HAP) 设定了到 2030 年供应全球 10% 的氦气的目标。这将是巨大的，因为目前的供应仅由少数几个国家控制：美国排名第一，阿尔及利亚和卡塔尔紧随其后。   加拿大拥有世界第五大氦储量。 由于其在低温下的有趣行为，该元素在各种高科技应用中变得越来越重要。 省政府估计，如果 HAP 成功，将带来显着的经济效益，包括： 500 多个永久性新工作岗位 数以千计的建筑和服务业工作岗位 从 150 多个新的专用氦井生产 多达15个净化和液化设施 年出口额超过 5 亿美元 什么是氦，它是如何产生的？ 氦是宇宙中第二丰富的元素，仅次于氢。考虑到它们的简单性，这是有道理的——氢的原子量为 1，这意味着它只有一个质子，而氦紧随其后，原子量为 2。 不幸的是，氦在地球上相对稀有。它不与其他气体发生反应，而且非常轻，这是它有用的一部分。然而，这也意味着在我们的大气层中没有太多东西可以容纳它。一旦释放到空气中，它就会飘入太空。 氦气是不可再生的，无法制造。或者更确切地说，它的生产速度不够快，无法发挥作用。氦是放射性衰变的结果，需要数千年的时间。 大多数氦气是从天然气矿床中提取的。提取后，它可以通过称为分馏的过程进行分离。 氦的沸点和熔点是所有元素中最低的。这意味着与它混合的其他气体会在它之前液化。将天然气置于高压下，分阶段降低温度，以去除氮气和甲烷等气体。剩下的通过活性炭，产生接近纯的氦。 2021 年 4 月，北美氦气 (NAH) 在巴特尔克里克附近建成了价值 3200 万美元的氦气净化设施，这是加拿大最大的此类设施。预计每年可生产超过 5000 万立方英尺的纯化氦。 然而，纯化的氦气仍然是一种气体。液氦更有价值，更容易运输和出口。加拿大目前将其纯化的氦气送到美国进行液化，这就是为什么 SRC 现在正在研究在该省建立液化中心的可行性。   氦气的用途 今天氦最重要的用途是低温（过冷）应用。材料在过冷温度下表现不同——一些材料变成超导体，这意味着它们没有任何电阻。超导体可以产生强大的磁场。 使用超导磁体的机器需要极低的温度才能运行。 磁共振成像 (MRI) 扫描仪需要液氦。MRI 和类似的扫描仪在医学应用和研究分子物理学方面非常有用。 因为氦是非反应性的（惰性），它也被用作生长某些类型的硅（用于每个电子设备）和高温焊接应用中的保护屏障，这些应用会因暴露于氧气或氮气而减弱。 随着需求上升和世界其他地区的储量枯竭，氦气可能成为萨斯喀彻温省经济的重要组成部分。