“气体稀土”氦气,一直受美国垄断,如今中国实现突破
近,一则新闻看得我热血沸腾。中国首次在宁夏盐池县开设了大型氦气工厂,实现了我国氦气制备从0到1的突破。
很多人不知道,除了芯片,这种叫做氦气的气体,被誉为“气体稀土”,我国基本全部依靠从美国进口,存在着巨大的安全危机。
氦气是什么?
氦气是什么?这是一种稀有气体,排在元素周期表第二位,仅次于氢。氦气是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体,其化学性质特别不活泼,所以又叫做“惰性气体”。
也正是因为氦气的惰性,其在许多极端条件下也不会和其他元素发生反应,被广泛的用于高科技行业。
在航空航天,将“天问一号”送上天的长征五号,以及洲际导弹等,其中就大量使用了氦气进行增压以及运送燃料。
在芯片制造中,需要一个洁净的环境,需要一个充满氦气的环境下。
在大型强子对撞机中,需要将电缆浸泡在在液氦里,才能在超低温情况下具备超导属性。
医用核磁共振也需要氦气,营业员扫码用的机器就是氦氖激光器。
可以说,在每一个大学的实验室,都可以看到一瓶瓶的氦气罐。氦气的用途,远不止充气球这么简单,是名副其实的“气体稀土”。
美国垄断
而氦尽管是宇宙第二多的元素,但是在地球表面却极为有限。氦气只占到空气的几百万分之一,而且根本无法再生。深部地球的氦气人们也无法开采利用,目前全世界利用的氦气都是从石油天然气油田中开采出来的。
从氦气资源上看,全球总计约519亿立方米,其中美国206亿、卡塔尔101亿、阿尔及利亚82亿、俄罗斯68亿。而中国只有11亿,是一个贫氦国。而且美国的天燃气都是富氦的,而中国的天燃气都是贫氦的,开采成本更大。
而氦气制造上,美国更是天下第一,是全球最大的氦气生产国,控制垄断了氦气市场。
从1917年,美国就开始重视了氦气资源保护,2007年将氦气定为战略储备资源,2018年将其列入35种危机矿种。在20世纪70年代,氦气就是对华禁运物资之一。即使在目前,美国仍旧在出口合同上注明氦气必须用于非军事目的。
而随着我国的发展,对氦气的需求也越来越大,而主要的氦气都进口于美国。受到贸易战的影响,氦气的价格也是暴涨。氦气始终是悬在中国头上的一把利剑,是美国卡我们脖子的“气体稀土”。
独立自主
美国不给,我们就自己造!
近期,中科院理化研究所下属公司中科富海历经两年多的研制开发,中国成功研制出我国第一套液化天然气闪蒸汽(LNG-BOG)低温提氦装置。
更令人兴奋的是,目前已经在宁夏盐池成功实现商业化运营,开设了大型氦气工厂,成功生产出液氦。现在工厂的产量不多,只有20吨,短时间内还无法有效满足国内全部的氦气需求。但是工厂的成本低,只有4000万元,可以广泛推广。
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独立自主,自力更生。
中国科学院理化技术研究所的研究小组还发现,我国的天然气工厂的废料中含有相当多数量的氦,这些废料将成为大规模生产氦气的关键,和进口的成本相比非常有有竞争力。
总结
氦气的用途广泛,是“气体稀土“。我国的氦气主要从美国进口,如今独立自主,自力更生,实现了从0到1的突破,大大增强了国家安全。
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