无声的反击:氦独立“反击战” 中国打赢了(组图)



2022年春天,中国的几所顶尖大学和科研机构接连遇到了一件怪事:低温实验装置接连停机。不是设备故障,也不是电力短缺,而是液氦断供。液氦冷却能力极强,广泛用于科研、军事等高精尖领域▼



短短数月间,液氦价格从每升80元飙升到400元,有实验室被迫临时拆解系统,把原本循环使用的氦气收集回收,只为再多维持几天。

同一时期,国内半导体企业、航天制造单位、医疗影像设备厂商也感受到了同样的压力。MRI机器的冷却系统、芯片制造的真空工艺、液氢火箭发动机的测试平台——这些尖端产业背后,都十分依赖这种无色、无味、无嗅的气体。

中国缺氦并不新鲜,但那一年,它以一种“隐形掣肘”的方式,让许多人第一次意识到,一个国家的高科技体系,竟然可能被一瓶气体卡住,有种被“气体稀土”卡脖子的感觉。

人们开始追问:氦气究竟是什么?为什么它能成为国家竞争的隐秘战场?我们2023年曾经出过一期《中国现在,非常缺氦》的内容,两年后的今天,情况正在发生变化,如今的中国,还缺氦吗?

一、0.01%的否决权

在自然界中,氦的产出极其稀少。地球上的氦主要来源于地下岩层中铀、钍放射性衰变的副产气体。这些气体经过亿万年积累,被封存在少数天然气田里。

全球可开采的高浓度氦气田寥寥无几——主要分布在美国中部、卡塔尔、俄罗斯西伯利亚和阿尔及利亚。它不像石油那样可以全球交易、储量广泛,而更像是一种被封存在地质罅隙里的“稀有战略气体”。

横屏  全球氦资源分布▼



更关键的是,氦气无法人工合成,也无法长期储存。它轻得惊人,泄漏后便永远飘向太空,不会再回到地球。人类能使用的氦,只能来自地下仅存的积累。

这意味着,一旦资源或供应链被某国控制,其它国家就只能被动接受。

几十年来,氦气的全球产业链呈现出高度集中和单极化的特征。美国掌控着提取、纯化、运输乃至价格制定的绝大部分环节。

林德、液化空气、空气化工都有美资背景▼



冷战时期,这种控制并未引发过多关注——毕竟它隐藏在科研与军工体系深处,不像石油那样影响日常生活。

但在21世纪的科技竞争格局中,氦气的战略地位快速提高。所有需要超低温环境的技术,从芯片制造、核聚变、量子计算到火箭推进,都离不开它。

可以说,氦气是在现代科技体系底层,是不可替代的“冷却之血”。

而对于中国而言,这根“看不见的枷锁”来得悄无声息,却极为致命。

在过去二十年里,中国的科研体系突飞猛进——芯片制造、航天发射、核磁共振影像设备生产,几乎所有高端技术都建立了自主体系,但唯独氦气长期依赖进口。

于是,一个从未出现在公众视野的问题,被重新摆上了桌面:为什么这样一种微不足道的气体,却能牵动一个大国的科技命脉?

在很长一段时间里,全球90%以上的氦气供应,都掌握在美国手中。

冷战时期,美国在得州阿马里洛(Amarillo)建立了庞大的氦储备库——官方名字叫“联邦氦储备(Federal Helium Reserve)”,但业内都叫它“氦气银行”。

几十年间,美国不断从天然气中提取氦并储存起来。这个储备库不仅为NASA、军方和高科技公司服务,也是全球氦价的“中央银行”。

当别国在市场上买氦,美国可以随时控制阀门。这让氦气从一种惰性气体,变成了惰性但危险的战略武器。

在2010年代以前,中国每年消费的氦气,大多依赖进口。一旦美国限制出口、卡关设备,国内的芯片厂、医疗设备厂、航天项目就要面临“断气”。

这种依赖听起来非常抽象,但在产业链中却非常具象——一瓶氦气断供,芯片厂就得停机;一台MRI冷却失败,就可能报废。

即使在最终产品的总成本中,氦气占比可能连0.01%都不到,但没有氦,那就是100%的战略否决权。

当时的中国科研人员常常要提前几个月去抢购液氦,像囤粮一样。更棘手的是,氦气不像石油那样能长期储存。它会从容器里缓慢逸出——就算你“有气”,也守不住太久。

于是,“缺氦”一度成了中国科技产业的隐性焦虑。表面上,我们在追光刻机、追芯片,但在更底层的能源与气体环节,仍旧仰人鼻息。

二、无声的反击

在表面平静的十几年里,中国其实一直在默默布一盘棋。这几年,真正的变化发生在远离新闻的地方。中国的科研人员和工程师并没有喊口号,而是在最基础的气田里重新找到了突破口。

他们所做的,首先是资源识别——就是在中国的版图内寻找氦资源。

氦通常伴生在天然气中,但是含量极低,过去没人重视。从2018年起,国内的地质团队重新检测了塔里木、鄂尔多斯、四川盆地的气体成分,结果发现,多个气田的氦含量在0.05%到0.2%之间,已经具备开采价值。

国内的氦资源其实也不少▼



尤其是新疆的吐哈、准噶尔和四川安岳,这些原本只是天然气基地的地方,成了中国的“潜在氦源”。

发现了资源,接下来是技术攻关——从天然气中提取氦。

氦的提取极为困难——因为氦分子太小,半径仅有0.1纳米,是所有元素中最小的那几种,常规分离设备根本“抓不住”它。想把它从天然气中分离出来,比从矿石里提金难得多。

氦气提取流程非常复杂▼

于是,国内科研单位和企业联合攻关,从吸附分离、低温冷凝到膜分离技术,一步步突破瓶颈。他们在吸附、低温精馏、膜分离等方向反复试验,终于在2020年前后,取得稳定工业化成果,能够从天然气伴生气中批量提氦。

这意味着,我们不仅能“发现”氦,还能“抓住”它。

到2023年,中国已经建成多套工业化氦提取装置。新疆哈密、四川泸州、内蒙古鄂尔多斯等地相继产出国产液氦。到2025年,中国氦气年产量已经突破300万立方米,已经实现了“从零到有、从有到稳”的战略跨越。

美国的氦气占比越来越低,中国等其他国家的产量起来了▼



想让中国彻底摆脱缺氦,最后一步就是产业成型——建立一条完整的产业链。

随着装备国产化推进,哈密、泸州、鄂尔多斯陆续建成氦提取工厂。国产液氦罐、低温运输车、储气系统相继量产。

从气源、到储运、再到终端应用,终于形成一条完整产业链。

这对于一个曾长期缺氦的国家,几乎是“从无到有”的历史性转折。

这是一场没有硝烟的反击。当世界的目光还聚焦在稀土、锂矿、芯片上时,中国已经悄然建成了自己的“氦气银行”。

国产氦气越来越多,摆脱对美依赖也就更有底气了▼

三、氦与稀土,战略双支点

外界往往只注意到稀土,因为那是中国长期的优势领域,却忽略了氦气在产业体系中的“对称地位”,两者都有类似的以0.01%否决100%的战略否决权。

长期以来,中国掌握稀土产业上游,美国掌握氦气与关键设备。一旦我们打“稀土牌”,对方就可以掐“氦气阀”,两边互相牵制和捆绑。

虽然中国主要从卡塔尔进口氦气,但卡在外交、国防上深受美国影响,说不定哪天就要卡脖子了▼

在高科技产业链上,稀土控制了材料端——它决定了磁性、能量密度、发光性能;而氦气控制的是温度端——它决定了制造的极限精度和冷却能力。一个来自地壳,一个来自天空,它们像两根隐形的支柱,托住了现代工业的上限。

但随着中国的氦气产业逐渐成形,这种平衡开始倾斜——第一次,两个关键支点都掌握在同一只手里。

而今天,随着氦气锁松动,中国第一次在资源博弈中,拥有了同时掌握“材料与气体”两个支点的能力。当它们都不再被他人控制,一个国家的科技循环才真正闭合。

这也是为什么,一些业内人士说:“氦气不是补课,而是补肺。”“有了氦,中国科技才有真正的呼吸。”

从资源安全角度看,这意味着中国的高科技体系终于具备了“自主冷却”的能力。从更宏观的角度看,这是国家工业结构从原料依赖向体系自足的转变。

当稀土、锂、氦这些看不见的基础元素逐渐掌握在自己手中时,中国制造业不再只是“能造”,而是“能稳定造”。

很多人以为,技术独立只是经济安全的问题。其实,它更像文明的自我防御。

在全球化的语言里,“依赖”常被说成合作。但当合作的一端能随时关阀,你就不是伙伴,而是病人。这就是中国在氦气问题上长期的尴尬:明明是工业大国,呼吸通道却要靠一根看不见的软管。

氦气的独立,不是因为国家突然意识到它的战略意义,而是因为无数科研人员、工程师和企业家,在看不见的角落默默扛起了“不可见的前线”。

他们没上过热搜,却撑起了国家科技最脆弱的一层气膜。这层气膜现在更厚了。它让我们可以在未来的产业竞赛中,不必再看谁给我们供气。

氦气独立的意义,不仅在于供应安全,更在于心理结构的变化。过去我们习惯在短缺中应对——缺芯、缺机、缺气——然后被迫寻找替代。但氦气的例子证明,一些看似无法逆转的依赖,其实可以在靠努力来打破。只需要持续的积累和耐心。

氦气因此成了一种象征:它让中国从“被动呼吸”走向“自主呼吸”。

未来的挑战还在继续——液氦设备仍需优化,回收利用率还有待提高,国际定价权尚未建立。

但最关键的一步已经跨出——那根看不见的锁链,已经断开。我们终于可以自己决定,什么时候呼吸、呼吸多深。
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