氦，全宇宙第二多的元素，節日烘托氣氛釋放的氣球裡，就有氦氣的身影。沒有發現它的用途之前，人類一直覺得氦氣無用。在世界各地的石油大勘探期間，還將其視為絆腳石。
但正所謂三十年河東三十年河西，早年不被重視的氦氣，後來的地位卻直線上升，甚至成為瞭眾多國傢的戰略儲備資源。
就在這時人類發現，按照現在對氦氣的使用量來推斷，全世界的氦氣儲量隻夠使用200年！而且美國早就將它大部分掌握在自己手中，我國更是95%都依賴對外進口。
氦氣到底能做什麼，才讓人類對其刮目相看的呢？中國缺“氦”的問題又能否得到很好的解決？
儲量最多的美國壟斷供應市場
北美的堪薩斯州，一百多年前，人類還在當地大規模勘探石油。
彼時，人們在附近區域的地下發現瞭大量的天然氣。然而在後來開采的過程中，卻發現這裡的天然氣和別的地方的不一樣——居然沒辦法引燃。
這種情況可謂聞所未聞，技術人員找瞭各種原因，都沒辦法解釋真正的原因是什麼。
就在當地民眾束手無策的時候，科學傢經過進一步研究找到瞭不會燃燒的原因，原來在當地的油氣資源中，還混合著另外一種氣體。
這種氣體無色無味，作為惰性氣體又不溶於水。雖然找到瞭它，但科學傢彼時還不知道被叫做氦氣的氣體有何用處。
過瞭幾年後，西方開始大規模研發飛行器。最早的飛行辦法，就是把超大的充氣設備放到天空，然後依靠浮力帶動人類飛天。
既然要充氣，就要用那種浮力最大的氣體來做介質。最早，各類飛行設備使用的都是氫氣。可人們經過一段時間使用後發現，氫氣的性能不穩定，在空中甚至還有爆炸的風險。
為此科學傢轉變思路，想到瞭之前新發現的氦氣。使用之後，效果確實能達到氫氣的效果，而且又比後者安全穩定。
就這樣，人類第一次發現瞭氦氣的作用。在美國，早期的氦氣多被用於飛行設備，直到20世紀中期，隨著人類科技的持續進步，各領域對氦氣的需求才逐漸增多。
而美國人此前討厭它，隨著對其研究和利用增多後，又發現自己國內的儲量最多。資料顯示，美國一國的儲量，就占到瞭全球總儲量的40%以上。
不光儲量多，在發現氦氣更多的用途後，整個20世紀中後期，美國幾乎壟斷瞭全球氦氣市場。
因為美國政府針對氦氣出臺瞭專門措施，由於和油氣資源混合的特性，政府特別要求企業在開采石油和天然氣的時候，發現氦氣要另外提取。
就這樣，美國不但儲備瞭大量的氦氣，用不完的產品還向全世界出口。
時至今日，美國在全球的市場份額占到瞭60%以上。其餘的市場份額，則被俄羅斯和澳大利亞等國瓜分瞭。
而其他國傢要使用氦氣，隻能通過進口來獲取。我國目前主要從卡塔爾進口氦氣，從該國每年進口的規模就找到瞭進口總規模的50%以上。
總量上，我國每年九成以上的氦氣全部靠進口。皆因我們自己的氦氣儲量不高，可開采規模也很小。我國的總儲量在11億立方米左右，而能開采的規模隻有0.5億立方米。
既然這麼重要，那它又能做什麼呢？
氦氣的幾大工業價值
氦氣本身的價值，是隨著人類科技的不斷進步而被發現的。說的簡單點，就是人類科技在某些領域取得突破，然後發現新的應用環節需要氦氣參與。
具體來看，氦氣在醫療、汽車制造、航空航天等領域擁有不可或缺的作用。
氦氣的沸點很低，能達到零下260℃以下，所以在各類醫療設備的使用上，氦氣作為冷凍氣體，往往能保證設備運行的更精確。
比如核磁共振設備，使用氦氣作為冷凍氣體，能保證設備運行時能獲取人體內部更清晰的成像。
另外在手術領域，氦氣可以作為外科手術工具的輔助設備，像稀釋麻醉劑，手術所用的氬氦刀等，都要使用刀氦氣。
值得一提的是，潛水員因為長期壓力失衡容易患上潛水病，如果在潛水設備中混合氦氣，可以有效降低發病率。
現代汽車工業發展迅速，而汽車上的各種熱量轉換以及冷卻等零部件，都要氦氣參與。像散熱裝置和換熱器的測試等等，氦氣是不可替代的關鍵成分。
而在航空航天領域，氦氣的作用就更大瞭。比如宇航員太空行走使用的維生系統，其中就要用到氦氣。再比如航天飛機運行，氦氣還能作為增壓劑來使用。
其他領域，由於人類的工業活動更加細分化，氦氣的作用也廣泛而分散。
它自身的惰性特點，可以被應用到冶煉、焊接和激光技術等領域。像一些導熱性高的材料，在焊接的時候氦氣能進行良好的散熱。
尤其是在電子工業領域，像集成電路和芯片這類設備，自身的體積越來越小型化。而在制造的過程中，散熱就顯得極為關鍵。
氦氣沸點低和良好的導熱特點，在這一領域的使用同樣十分的廣泛。再比如像一些大儲存的硬盤，要做到冷卻和降溫，氦氣的作用也很關鍵。
一句話，現代科技和工業發展領域，幾乎方方面面都會使用到氦氣。然而就像上面所提到的那樣，雖然作用越來越大瞭，可由於國內的儲量小，世界上也被少數國傢壟斷，這也就使得氦氣的價值越來越大。
使用量增加，導致其比金子都貴
氦氣本身的價值都是公開的，所以現在的世界，都把它視為戰略資源。尤其是處於壟斷地位的美國，此前已經把氦氣列為瞭關鍵礦產目錄。
而且不光是美國，近年來凡是出產氦氣多的國傢，都采取瞭保護性措施。說白瞭，氦氣的價值越來越高，擁有它的國傢都想賣個好價。如此一來，國際氦氣的價格便直線上漲。
還在2017年時，國內氦氣的售價還低於每立方米200元以下，便宜的時候甚至隻要100多元。
可隨著多國采取保護措施，尤其是美國現有的儲量賣完以後，價格便開始飆升。到瞭2022年初，氦氣的價格已經上漲到瞭460元甚至更多。
就目前的情況來看，氦氣的供求矛盾未來還會進一步加劇。一方面各領域的需求度在增加，另一方面多國又采取瞭限制性措施，這隻能更進一步推高氦氣的價格。
10年前，我國每年的氦氣使用量還隻有500萬立方米。到瞭2022年，年使用量猛增瞭4倍多，達到瞭2200萬立方米以上。
在這種情況下，我們要想保證氦氣的穩定供應，就不能僅靠外部的供應瞭，還得想辦法利用自身擁有的資源。
中科院在研究提取技術
我國的儲量雖然沒有美國多，但多少也還是有一定儲備的，最關鍵的是如何有效提取。在這方面，由於我國對氦氣的利用較晚，所以技術上很受限。
現在國內使用的技術是低溫精餾，簡單來說就是從油氣資源中分離和提取氦氣。
首先，要把混合瞭氦氣的天然氣冷卻，溫度要下降到190℃以下。通過冷卻的方式，可直接提取出90%左右的氦。
提取出來後，這些氦氣還不算是成品，因為其純度不夠，達不到使用的要求。下一步還要進行徹底的提純，而這項技術就是能否提取出氦氣的關鍵。
就目前國內的實際提取情況來看，每年通過從天然氣中提取，產量在兩萬立方米左右。
理論上可行，然而實際應用上科學傢並不看好。主要的原因是，我國天然氣中氦氣的規模並不高，而整個提取過程又相當的耗能。
甚至於提取的氦氣，其價值還比不上技術的投入以及所消耗的能源。所以在這種局面下，我們勢必得找到更高效的提取方式才行。
現在，由中科院過程工程研究所牽頭，正在推動一項全新的提取方法，這被稱之為膜分離與低溫吸附耦合技術。
該技術的最大特點是，可以降低提取的成本，同時盡可能提高提取的規模。目前，科研人員主要在解決提取所用材料的各種問題。材料的選用，以及材料本身的耗損和對提取過程的幹擾等方面，還需要科研人員做進一步的攻關研究。
除瞭提取之外，已經使用過並保留在各類設備中的氦氣，經過回收和凈化處理，也可以再次使用。
但凈化處理氦氣的過程也比較復雜，因為氦氣的密度太低，與空氣直接接觸就消失不見瞭，所以回收的成本和技術也是另外的難題。
結語
還有一個更悲催的事實是，全世界所有可利用的氦氣加起來，可能隻夠使用200年左右。
也就是說，未來的氦氣隻會持續減少而不會增加，一旦徹底用完，人類工業屆時該如何應對，至少現在的人還不知道。
不過，地球上的氦氣雖然很少，但地球之外的氦氣卻不少。未來如果航天技術得到顛覆性發展的話，人類或許可以從別的星球上采集氦氣來供應地球。
還有一種可能是，人類技術的不斷進步，或許能找到氦氣的替代品。不管是哪種辦法，都要在技術持續進步後才可能完成。
參考資料：
《氦氣對外依存度超過95%，國產化核心技術突破進展如何》 瞭望周刊 2023年4月3日《全球面臨“氦氣荒” 受影響的不隻是氣球》 科技日報 2020年1月16日《價格暴漲，銀河系第二多的物質，“黃金氣體”的氦氣是什麼來頭？》 界面新聞 2021年3月3日
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