从0到1，国产技术重大突破！我们又打破了美国垄断！

国产制氦气取得技术突破

大型LNG装置BOG提氦撬装冷箱，图源:中国机经网

2020年11月13-14日，四川空分设备(集团)有限责任公司自主研发的“大型液化天然气装置闪蒸气提取高纯氦技术开发及工业示范”项目在内蒙鄂尔多斯杭锦旗现场顺利通过科技成果鉴定，鉴定委员会认为：该装置是国内首套年产百万方级氦气的液化天然气闪蒸气提氦装置，其主要性能指标达国际先进水平。

在今年的7月，经过两年多的研发攻关，北京中科富海成功研制出国内首套液化天然气闪蒸汽（LNG-BOG）低温提氦装置，打通BOG提氦联调全流程，顺利产出液氦产品，达到设计要求，填补了国内大型低温领域的空白，捍卫了国家氦气战略安全。

中科富海的大型低温制冷技术可达到-273℃（0K-绝对零度），是目前国内唯一、全球第三家具有自主知识产权的大型低温制冷装备制造基地，是以中科院理化所两代院士领军的数十年大型低温工程技术成果转化的高新技术企业。

低温制氦的技术突破，以及在宁夏首座大型氦气厂的成功建设，填补了国内大型低温领域的空白，捍卫了国家氦气战略安全，国产制氦取得了从0到1的突破，有望迎来爆发式发展。

氦气被誉为气体稀土

一方面，氦气广泛应用于芯片制造、航空航天等高精尖领域，战略地位极高。

氦气重量轻且无色，是一种惰性气体，十分稳定，即便是在极端环境下也不太可能与其他元素发生反应，是航空航天、半导体、光纤和低温超导等领域不可或缺的关键气体，包括可以提供芯片制造的超净环境以及解决火箭燃料制造的难题，战略地位极高。

低温超导

1）航空航天领域：2020年7月23日，长征五号遥
四
运载火箭将我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射升空并送入预定轨道，其中就用了氦气作为泵送火箭燃料。

2）芯片制造领域：氦气在半导体芯片中可以实现零部件的快速冷却，从而提高生产率，还能控制热传递速率，以改善生产效率并减少缺陷。

另一方面，氦气在地球上极其稀有且不可再生，被誉为“气体稀土”，美国是全球最大氦资源国，而中国是“贫氦国”，中国目前近95%的氦气依赖进口。

氦虽然是宇宙第二大丰富元素，但是在地球表面却极为有限，并且不可再生。

从氦分布来看，全球氦气资源总计约520亿立方米，其中美国206亿、卡塔尔100亿、阿尔及利亚82亿、俄罗斯70亿，这四个国家就占了约90%的储量，其中美国拥有世界上三分之一以上的氦储量，而中国仅拥有11亿立方米氦气储量，属于贫氦国。

从氦气生产来看，目前主流技术是天然气提氦，美国拥有全球最大的富氦天然气田，是全球最大的氦气生产国。

2018年全球氦气产量1.6亿立方米，美国本土产量占全球56.25%，可谓称霸氦气市场。

而我国不仅氦气储量少，而且富氦天然气田很少，直接提取氦气成本很高，很难实现产业化。

2018年我国氦气总需求量约2200万立方米（4000吨左右），其中95%来自进口。

由于近年来随着高科技的发展，氦气的需求量越来越大，地球氦气也就越来越少，所以近年来氦气越来越贵。

2019年中国进口氦气均价为57美元/公斤，相比2018年同期的48美元/公斤，大幅上涨18%。

总之，对于中国来说，氦气资源就是气体中的稀土，很容易被美国卡脖子。

国产制氦的三重驱动力

第一，随着国内加大芯片制造、航空航天领域的发展，国内氦气需求量持续提升，2016-2018年，国内氦气需求量维持近20%左右的增速。

第二，国内氦气对外依赖度极高，进口占比高达95%，虽然直接来自美国的氦气占比只有25%，但是其他75%的进口地的生产设备也都被美国控制，所以美国完全有能力直接卡住对中国氦气的供给，国产替代紧迫性不亚于芯片等领域。

第三，这些在工业化生产上取得突破的低温提氦装置，不仅仅是技术上的突破，还大幅降低了运行成本，氦气提取成本已经接近进口成本，将很快进入产业推广阶段。

这些大型低温提氦装置是从生产液化天然气的闪蒸汽中提取出高纯氦气，而闪蒸汽是国内液化天然气生产工厂中的废料，所以大幅降低了生产成本，整体生产成本已经接近进口氦气价格（进口氦气价格还在持续上涨）。