中国正悄然摆脱美国氦气“束缚”
发布时间:2024-10-22中国正悄然摆脱美国氦气“束缚”
中国已大幅降低对源自美国的氦气的依存度,氦气对于半导体和医疗保健等技术领域而言是一种关键资源。通过实现进口渠道的多元化,尤其是从卡塔尔和俄罗斯进口,以及借助技术推动国内生产,北京增强了氦气供应的安全性。尽管取得了一定进展,但进口仍在相当程度上构成了中国氦气消费的重要部分。
近些年来,中国一直在默默致力于降低对来自美国的氦气的依赖,这一努力涵盖了一系列举措,例如使国际供应源多样化,并通过科学技术的进步来促进国内生产。
据专家所言,这一策略似乎行之有效。中国过去在很大程度上依赖从美国进口氦气。“倘若中国面临氦气短缺的状况,其对技术领域的影响将极为显著,因为在众多领域,氦气难以被替代,”Sinolytics 咨询公司的管理合伙人约斯特·韦贝克(Jost Wuebbeke)表示。
但如今,韦贝克称,如果美国试图在与中国的科技战中以氦气作为筹码,潜在影响将“微不足道”。他指出,当前美国在中国的氦气进口中所占比例不足 5%,卡塔尔几乎占据 90%,且来自俄罗斯的氦气供应量也在不断增加,俄罗斯正在扩大其产能。从供应可用性的视角来看,尽管美国供应了全球略少于一半的氦气,但仍有其他主要供应方,特别是俄罗斯。据美国 Kornbluth 氦气咨询公司总裁菲尔·科恩布卢特(Phil Kornbluth)所述,当俄罗斯最大天然气公司发起的阿穆尔项目在几年内达到满负荷生产时,俄罗斯将成为世界第三大供应国。
随着社会在技术驱动下的发展,对这种珍贵气体的需求急剧上升。氦气能够被冷却至接近绝对零度,这使得它对于冷却诸如量子计算机、磁共振成像(MRI)扫描仪、核聚变反应堆和粒子加速器等前沿设备至关重要。氦气还具有极高的稳定性,这使其在诸如计算机芯片和激光等敏感产品的制造中发挥重要作用。
在半导体产业等领域的迅速发展推动下,中国已成为全球第二大氦气使用国;2020 年至 2023 年间,消费量增长了 7.2%。据《南华早报》报道,氦气是天然气生产的副产品,虽然中国拥有天然气资源,但其所含氦气量极少,直接提取用于大规模生产的成本过高。
在 2022 年末发表于《环境科学前沿》期刊的一篇文章中,来自中国石油集团北京石油勘探开发研究院的数名研究人员强调,一旦美国对向中国出口氦气实施“遏制性”封锁,中国的氦气供应将“受到极大限制”。他们补充道,美国在全球氦气储备以及最先进的氦气提取技术方面占据垄断地位。
然而,局势已发生显著转变。上个月,氦气提取及相关设备研发方面的成果被中国科学院提名为年度科学奖项。根据提名文件,这些科学和工程方面的成就“打破了美国长期以来的垄断,确保了中国氦气资源的安全”。
去年,在接受新华社旗下《瞭望》杂志的采访时,同样隶属于中国科学院的过程工程研究所所长张锁江表示,为应对中国氦气储量品位低以及提取方面的挑战,其研究所研发了氦气分离膜材料及组件,并在试验中表现出色。
2020 年,中国开设了首家能够大规模商业化生产氦气的工厂。
支持该项目的中国科学院物理化学技术研究所称,这家位于中国西北部的工厂已成功从天然气中提取出氦气。中国在其他方面也取得了重大突破,特别是在从煤层气中提取氦气方面。2021 年,由中国煤炭科学研究院牵头的一个联合项目启动,两年内,该团队宣布成功攻克技术难题,掌握了提取工艺。
2023 年,中国建成了全球首座从煤层气中提取高纯度氦气的工厂,为增加国内氦气产量开辟了新路径。同时,科学家们也在探索替代氦气的方法,以实现先进工业所需的极低温度。例如,一个国际研究团队(其中包括中国科学院的一个物理研究所的科学家)发现了一种基于钴的量子磁性材料,理论上可以在不使用氦气的情况下产生极低温度。他们的发现于今年1月发表在同行评审期刊《自然》上。
中国国家化学信息中心(CNCIC)在2月份发表的一篇文章中指出,直到2020年,中国的氦气生产能力仍然相对较低。然而,从2020年到2023年,由于氦气提取技术的进步,中国的氦气生产能力出现了显著增长。
尽管做出了这些努力,Wuebbeke指出,中国扩大国内产能的努力到目前为止收效甚微。虽然2018年至2022年期间氦气产量增长了五倍,但中国消费的氦气中仍有92%需要进口。
CNCIC预测,到2028年,中国仍将有约60%的氦气需求依赖进口。然而,该组织在《南华早报》的一篇文章中指出,中国不断增长的国内生产能力可以成为有价值的谈判筹码,有助于防止外国供应商随意提高价格或切断供应。
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