极度缺氧！卖出天价！一个50升氧气瓶，竟卖8500元...

作者丨褚昱昊，北京化工大学博士，中国石化北京化工研究院工程师

五月份以来，印度肆虐的疫情令全世界揪心，而印度在医用氧气方面的短缺更是令防疫工作捉襟见肘。

氧气作为一种重要的工业气体，被称为工业的“血液”，它的匮乏也折射出印度基础工业的薄弱。

在印度不少地方，黑市上氧气价格暴涨十几倍。

此前，一个50升氧气瓶的售价仅为人民币约510元，现如今，已涨到了目前最高的约合人民币8500元。

甚至出现警方突袭黑市，缴获的17个氧气瓶紧急送往附近的医院的情况。

为什么氧气如此稀缺？制备工业气体需要哪些完成工艺？我国工业气体行业发展情况如何？

为什么氧气如此稀缺？

气体产品的种类十分繁多。

一般来说，工业上把常温常压下呈气态的产品皆称之为工业气体，其共性主要是产量大，销量多，对纯度要求不高。

按照组成，工业气体可分为单一品种气体和二元或多元混合气；

按照化学性质则可以分为剧毒气体、易燃气体、助燃气体和不燃气体。

我们熟知的氧气、氮气、二氧化碳、氢气等都属于工业气体的范畴。

随着技术的进步和下游需求的不断扩张，工业气体领域逐渐分化出一个新兴的门类——特种气体。

特种气体主要分为电子气体，高纯气体和标准气体，同传统工业气体不同的是，特种气体对对纯度和质量提出了更高的要求，应用领域也进一步细化。

我们前文提到的医用氧气就是特种气体的一种。

医用氧气，乃至各种特种气体制备的难度往往在于纯度和质量的保证。

医用氧气对纯的的要求达到99.5%（v/v）以上，水含量小于0.07%，标准远高于普通的工业氧气；同时对医用氧气的存储、供气方式也有更高的要求。

制备工业气体需要哪些工艺？

工业气体大多采用分离、吸附、提纯的工艺进行制备。

以我们熟知的氧气为例，其工业制备的基本原理主要是利用空气中各组分沸点的差异，将液化后的空气在液化分离器中进行分离精馏，从而制得氧气。

另一种常见气体氮气的制备主要是通过5A碳分子筛来选择性吸附，并将氧气和氮气进行分离从而制得氮气。

特种气体的制备工艺相对更加复杂，具有较高的技术壁垒，往往用到低温气体分离技术、膜分离、混配技术等。

工业气体应用领域有哪些？

传统工业气体，应用领域主要在传统的工业领域和行业，如钢铁、冶金、炼化、煤化工、石油化工、建筑等，如在建筑行业里用作切割焊接的介质（如乙炔、氧气等）；在有机化工领域用作保护气（如氮气、氩气等）；在航天、运输领域作为燃料（氢气、氨气等）；在化工领域用作化工原料等。

特种气体，绝大多数属于高附加值产品，应用领域主要集中于新兴的高科技领域，如应用于半导体和微电子工业的电子气体（氟化物、超纯氨等）；应用于超大规模集成电路及分离器件、光电子等高科技领域的高纯气体（高纯氮、高纯氦等）；应用于医疗、治疗、麻醉领域的医用气体（医用氧气、医用笑气等）；应用于传感器核较领域的标准气体（氯标气、氯化氢标气等）等。

我国工业气体现状与挑战

工业气体是我国基础工业的关键要素之一，在国民经济中扮演着重要的地位。

我国工业气体市场自90年代开始快速增长，进入2014年之后，年平均增长率稳定在7-9%，截止2019年底，我国工业气体行业市场规模为1477亿元，同比增长9.7%。

放眼全球，工业气体市场规模已经超过1300亿美元，全球工业气体的市场份额主要被少数西方企业占据，与发达国家相比，我国工业气体行业规模仍具有较大差距，人均气体消费量远落后于美国和欧盟。

在特种气体领域，我国与发达国家相比仍有较大的差距，主要体现在行业起步晚，自主产权技术少，全球市场规模占比低等方面。

目前，全球特种气体市场规模产业集中度较高，主要被美国，西欧和日本企业占据，其占比高达90%以上。

从相关企业方面来看，国内工业气体企业规模总体较小，绝大多数企业营业额为千万级，龙头企业数量少，行业集中度较低，大多数为区域性企业，受到资金、技术、装备等硬性条件影响，我国工业气体企业的的发展大多面临较大的瓶颈。

总体来说，我国工业气体行业呈现出产业集中度低，产品种类齐全应用面广，数量和质量仍存在差距，高附加值产品纯度不够，技术被卡脖子等发展态势。

工业气体行业未来发展机遇

特种气体领域将成为重要增长极

随着气体分离、提纯技术的不断进步，加之下游需求市场如电子制造、光伏、生物医药等的不断增长，特种气体从品种还是应用领域都将迎来长足的进步。

目前，在特种气体领域，我国与发达国家仍存在较大差距，相关企业需要积极研发并储备新一代气体分离、提纯、回收技术，缩小差距，迎头赶上。

电子气体行业有望异军突起

随着世界“芯片荒”的逐渐加剧，芯片国产化将成为一条必经之路，伴随着半导体和微电子工业的迅猛发展，电子气体的需求势必会迎来爆发式增长。

截止2020年底，我国电子气体需求量已经突破50亿元，而海外企业在该领域呈现垄断态势。

快速发展的下游需求同样会带来对电子气体的数量、质量和纯度提出更高的要求，能否把握住发展机遇，实现国产电子气体的突破和飞跃是每一个从业企业共同面临的挑战和机遇。

多元增长点共同发力的模式初显

随着化石能源的逐步耗尽，新能源的开发和利用成为了国民经济的重要增长点，氢燃料电池的发展会进一步加大其对燃料高纯氢的需求和依赖；

同时，疫情也进一步加速对医疗卫生、生物医药等领域的布局和建设，医用气体的需求同样有望获得较大提升；

而集成电路、光电子等领域的发展则会进一步拉动高纯气体的需求。

技术革新将是永远的主旋律

技术革新和创新是推动产业发展的重要驱动力。

目前我国在工业气体尤其是特种气体行业与发达国家的差距，归根结底是技术领域的落后。

国内气体企业在快速发展的过程中，需要高度重视技术的研发，积极储备前沿气体制备、分离、提纯技术，也要着眼于检测、提纯、存储、运输和容器处理等相关技术领域。

同时，积极发挥自身技术优势，如利用我国石化行业规模体量大的优势，将石化行业副产氢气用作新能源高纯氢的新来源，找准传统技术与前沿技术的交叉点，以点及面实现突破。

市场竞争性的提升也是重要助力

传统工业气体的生产模式主要是“自产自销”，“自产自用”，随着市场的开放和社会化分工的发展。

独立的气体外包生产模式逐渐形成，“产需分离”更有利于专业化管理运营模式发挥作用，同时也进一步促进了市场竞争，提升了行业的活力。

市场竞争性的提升也会加快行业的整合速度，进一步提高行业的集中度，培育出标杆性龙头企业，从而提升整个行业的市场竞争力。