不只是一瓶氣體！中國氦氣全鏈自主，給科技發(fā)展喘出踏實(shí)的一口氣

一瓶看似普通的低溫液體，卻曾讓中國的高科技產(chǎn)業(yè)驚慌。

2022年春天，中國幾所頂尖大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，焦慮蔓延。

不是儀器故障，也不是經(jīng)費(fèi)問題。

而是一種看不見、摸不著的氣體，液氦斷供了。

短短幾個月，價(jià)格從每升80元飆升至400元。

有實(shí)驗(yàn)室不得不臨時(shí)拆解價(jià)值千萬的低溫系統(tǒng)，只為回收那點(diǎn)僅存的氦氣，讓科研再堅(jiān)持幾天。

同一時(shí)間，國內(nèi)的半導(dǎo)體企業(yè)、航天制造單位、醫(yī)療影像設(shè)備廠商，都感受到了同樣的壓力。

MRI機(jī)器的冷卻系統(tǒng)、芯片制造的真空工藝、火箭發(fā)動機(jī)的測試平臺。

這些代表國家尖端科技的門面，都因?yàn)橐黄繗怏w，陷入了被動。

一瓶氣體，成為卡住中國高科技脖子的“隱形手”。

“氣體稀土”

氦，是元素周期表上排名第二的輕元素。

卻是現(xiàn)代科技體系中的戰(zhàn)略砝碼。

它無色、無味、惰性，擁有地球上最低的沸點(diǎn)（-269°C），是制造超低溫環(huán)境不可替代的“冷卻之血”。

但地球上的氦氣太少了。

它主要來自地下巖層中鈾、釷等元素，數(shù)萬年放射性衰變的副產(chǎn)品。

封存在極少數(shù)的天然氣田里。

更關(guān)鍵的是，它輕得任性，一旦泄漏便直奔太空，永不回頭。

人類能用的，只是地下的那點(diǎn)庫存。

過去幾十年，全球90%以上的氦氣供應(yīng)，掌握在美國手中。

得克薩斯州阿馬里洛的“聯(lián)邦氦儲備”，就像全球氦氣的“中央銀行”。

掌控著提取、純化、運(yùn)輸和定價(jià)的巨大權(quán)力。

我們的芯片廠、科研機(jī)構(gòu)，都依賴一條看不見的、卻隨時(shí)可能被擰緊的輸氣管。

這不僅僅是成本問題，而是“戰(zhàn)略否決權(quán)”。

氦氣在最終產(chǎn)品成本中占比可能不到0.01%。

但沒有它，整個系統(tǒng)就是100%停擺。

一位資深科研人員曾感嘆：“那時(shí)候，我們囤液氦就像囤戰(zhàn)備糧，心里總是不踏實(shí)。”

從“廢氣”中淘出“氣黃金”

資源稟賦不足，是中國面臨的原生困境。

美國的天然氣田氦含量可達(dá)0.66%甚至更高，而中國的氣田普遍含量僅在0.1%-0.3%之間.

按傳統(tǒng)方式提取，成本高昂，幾乎不具經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

但中國工程師們，找到了一把“金鑰匙”，LNG-BOG提氦技術(shù)。

什么是BOG？

當(dāng)液化天然氣（LNG）在儲罐中安靜地待著時(shí)，由于微小的熱量滲入，會有一部分液體氣化，這就是“閃蒸氣”。

過去，這些寶貴的BOG大多被直接燃燒或排放。既浪費(fèi)，也不環(huán)保。

中國科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)，在這股“廢氣”中，氦氣濃度能被自然“富集”到1%以上，甚至更高。

這相當(dāng)于把分散的“金沙”聚成了“金礦”，使得工業(yè)化、經(jīng)濟(jì)化提氦成為可能。

這是一條沒人走過的路，技術(shù)壁壘極高。

歐美巨頭對此嚴(yán)密技術(shù)封鎖，低溫設(shè)備的核心部件對中國禁運(yùn)。

然而，封鎖，從來都是創(chuàng)新的催化劑。

中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所聯(lián)合中科富海等企業(yè)，開始了艱苦攻關(guān)。

低溫精餾、吸附材料、工藝流程……每一個環(huán)節(jié)都需要從零突破。

2020年10月，捷報(bào)傳來。

國內(nèi)首套LNG-BOG低溫提氦裝置在寧夏鹽池成功投產(chǎn)。

氦氣提取率高達(dá)98%，產(chǎn)品純度達(dá)到99.999%。

這一刻，我們不僅提取一種氣體，更是打通中國高科技產(chǎn)業(yè)的“任督二脈”。

隨后，內(nèi)蒙古、四川、甘肅等多個BOG提氦項(xiàng)目紛紛上馬。

中國氦氣產(chǎn)能開始爬坡。

裝備自立

氦氣提取出來了，但如何運(yùn)輸？

這是橫亙在前的最后一道天塹。

氦氣極輕，以氣態(tài)運(yùn)輸極不經(jīng)濟(jì)。

唯一的辦法，是將其冷卻至-269°C，變成液氦，大幅縮小體積。

這就需要一個極其特殊的容器，液氦罐箱。

它必須能抵御接近絕對零度的極寒，保證液氦在長途跋涉中幾乎不蒸發(fā)。

這種罐箱的制造工藝堪稱頂尖。

此前全球只有歐美少數(shù)幾家公司能造，總數(shù)不過2000多個。

它們對中國嚴(yán)格限制出口，想買？數(shù)量受限；想租？看人臉色。

這好比有了好酒，卻找不到像樣的酒壺，隨時(shí)可能漏光。

這一次，中國的裝備制造企業(yè)站了出來。

2022年，中集安瑞科研發(fā)成功國內(nèi)首臺液氦罐箱。

2023年，杭氧集團(tuán)自主研制的40英尺液氦罐箱，滿載著從俄羅斯進(jìn)口的液氦，成功運(yùn)抵吉林琿春口岸。

這不是一次簡單的運(yùn)輸，而是一次全鏈路的壓力測試。

結(jié)果：完美！

我們不僅有了“淘金”的技術(shù)，更自己造出了“運(yùn)金子的保險(xiǎn)箱”。

這條供應(yīng)鏈上最脆弱的一環(huán)，被徹底焊牢了。

戰(zhàn)略布局，雙線并舉

技術(shù)突破和裝備自立，賦予了我們布局全球的底氣。

中國的氦氣戰(zhàn)略，是聰明的“雙線并舉”。

優(yōu)先國內(nèi)挖潛。

在新疆、四川等地，加快自有氦資源的勘探和利用。

雖然總量有限，但這是“壓艙石”，保障最基本的戰(zhàn)略需求。

其次海外多元化。

我們敏銳地將進(jìn)口主渠道從美國轉(zhuǎn)向卡塔爾。

更妙的一步棋，是走向合作共贏。

中國能建葛洲壩集團(tuán)承建的俄羅斯阿穆爾天然氣加工廠，將是未來全球最大的氦氣供應(yīng)地之一。

我們出技術(shù)、出工程，換回的是穩(wěn)定、不受第三方干擾的供應(yīng)線。

效果是立竿見影的。

數(shù)據(jù)顯示，中國氦氣對外依存度已從最高的95%降至約85%。

這10個百分點(diǎn)的變化，看似不大，背后卻是從0到1的質(zhì)變，是戰(zhàn)略安全感的根本提升。

這場歷時(shí)多年的“氦氣戰(zhàn)”，它不僅是為了解決一種氣體的供應(yīng)問題。

它告訴我們，真正的安全，是掌握從最底層元素到最終產(chǎn)品的全鏈條能力。

當(dāng)我們的衛(wèi)星直沖云霄，當(dāng)我們的芯片刻蝕出更細(xì)的納米線，當(dāng)醫(yī)院的MRI機(jī)器為病患帶來清晰的影像.

那瓶看不見的液氦，正在背后安靜地提供著-269°C的堅(jiān)定支撐。

過去，我們雖為工業(yè)巨人，氦卻依賴他人。

今天，通過無數(shù)科研人員和工程師在無聲處的堅(jiān)守與創(chuàng)新，我們終于可以自主而深長地呼吸。

這口氣，喘得踏實(shí)，也喘出了中國科技走向更遠(yuǎn)未來的底氣。

素材來源

1.《地球知識局》He獨(dú)立反擊戰(zhàn)，中國打贏了！

2.《新華網(wǎng)》建立自主可控穩(wěn)定氦氣供應(yīng)鏈 杭氧集團(tuán)自研液氦罐首車滿載陸運(yùn)入境

3.《觀察者》這10%的進(jìn)步，為什么對中國意義如此重大？

本文作者 | 檸檬雪
責(zé)任編輯 | 淡淡翠
策劃 | 淡淡翠