在又一次氦危机的边缘，自 2010 年以来的第四次！行业媒体上的报道比比皆是，供应商正在发送有关供应链问题、价格上涨和订单量限制的警告信。与 2019 年末和 2020 年初的上一次危机相比，目前的情况是更多的供应商限制分配（有时是“典型”使用量的 45% 到 65% 之间）而不是提高价格，尽管价格自然而然地随着供应收紧。

地下放射性形成的 He通常通过可渗透岩石释放到大气中（并随后迅速消失到太空中）；然而，在岩石不透水的地方，氦气被困在天然气沉积物旁边。低温高压分馏可用于从甲烷中分离氦和氮，随后在冷凝器中冷却以分离粗氦（其中含有 50-70% 的氦、1-3% 的残留甲烷、少量的氢气和氖，其余为氮气）。然后将这种粗氦冷却到 -315 oF，其中氮气和剩余的甲烷冷凝并排出。然后加入空气并在催化剂存在下加热，使氢气与空气中的氧气反应形成水蒸气，水蒸气可以通过冷却冷凝并排出。然后使用变压吸附 (PSA) 单元，通过使用微孔吸附剂 (3) 选择性去除，将高纯度氦气 (99.99%) 从任何剩余杂质中分离出来。在天然气沉积物中的氦浓度较低（通常低于 0.3% 体积）的情况下，公司使用更先进的多床 PSA 技术以经济可行的方式回收氦 (4)。作为238的半衰期U 大约有 45 亿年（地球估计大约有 47 亿年），每年产生极少量的“新”氦，因此它被赋予“不可再生资源”的地位。氦气被多种行业使用，包括磁共振成像 (MRI) 仪器的低温冷却、飞艇和火箭的提升气体、焊接、半导体制造以及泄漏检测工具，具有科学和分析用途氦气约占每年氦气消耗量的 20%。全球氦的总消费量（2021 年）估计约为 1.76 亿立方米，全球资源估计为 59 亿立方米（5），在当前消费水平上总共可以供应 335 年。

那么，鉴于氦储量丰富，目前供应问题的原因是什么？

美国国家（有时称为联邦）氦计划储备，目前由美国管理，土地管理局 (BLM) 位于德克萨斯州狭长地带的一个天然地下设施的悬崖边储存设施中，靠近阿马里洛周围的天然气田. 虽然一些氦气是在当地的气田中精炼的，但大部分是从美国北部的其他精炼设施通过管道输送到数百英里之外的。1920 年代的《矿产租赁法》将所有氦气生产保留给美国政府使用，而 1960 年的《氦气法修正案》允许美国矿业局安排五个私人工厂从天然气中回收氦气，实际上是政府购买了氦气储备. 到 1995 年，国家氦气储备含有 10 亿立方米的气体，但只有 1 美元。40 亿美元的债务和 1996 年的氦气私有化法案要求出售氦气储备以偿还这些债务。希望到 2015 年储备将被出售，私营企业将建立新的氦气来源以满足需求。至关重要的是，储备拍卖的定价低于市场价值，以确保快速偿还债务，保持全球定价相对较低，然而，储备的持续生产和维护成本导致了不可预测的价格调整达到市场水平，影响全球氦气价格。希望到 2015 年储备将被出售，私营企业将建立新的氦气来源以满足需求。至关重要的是，储备拍卖的定价低于市场价值，以确保快速偿还债务，保持全球定价相对较低，然而，储备的持续生产和维护成本导致了不可预测的价格调整达到市场水平，影响全球氦气价格。希望到 2015 年储备将被出售，私营企业将建立新的氦气来源以满足需求。至关重要的是，储备拍卖的定价低于市场价值，以确保快速偿还债务，保持全球定价相对较低，然而，储备的持续生产和维护成本导致了不可预测的价格调整达到市场水平，影响全球氦气价格

私营企业对氦气生产的兴趣确实符合美国政府 1996 年的预期，2013 年《氦气管理法案》签署成为法律，允许国家氦气储备的销售持续到 2021 年 9 月（现为 2022 年 9 月），有效结束联邦参与储备。这一法案有效地减缓了联邦氦气的销售，并允许土地管理局以更高的价格拍卖天然气。该法案阻止联邦政府削减私营生产商，从而鼓励更多的氦生产来源上线。

Cliffside BLM 的氦气公开销售的有效结束可能预示着未来的供应或定价问题，但是，在短期内，该设施还有其他问题。在 2021 年底停产四个月后，由于发现重大泄漏，该设施尚未恢复生产，导致全球供应量每年减少 1400 万立方米。

到 2023 年，俄罗斯阿穆尔地区的一家新生产工厂将在全球供应中再增加 20% 至 30% 的产能（高达 7000 万立方米），然而，2021 年 10 月发生火灾，随后 1 月发生爆炸和火灾2022 年目前该工厂的产能为零。没有建议的工厂上线日期，但我已经看到了六个月以上的估计。当然，俄罗斯与乌克兰的战争进一步加剧了阿穆尔工厂的供应，这导致了石油和天然气产品的进口禁运。

阿尔及利亚的 Arzew 设施通常通过液化天然气生产氦气，天然气通过集装箱船在全球范围内运输。这种压缩或液化过程使得在该设施中生产氦气在经济上可行，因为它在比天然气更高的压力和更低的温度下液化。同样，由于与乌克兰的战争，目前欧洲的天然气供应受到高度限制，来自 Arzew 的大部分天然气正通过管道通过西班牙直接输送到欧洲。由于管道运输不需要液化，因此目前提取氦气在经济上不可行，导致全球供应进一步减少。据估计，全球液化天然气产量较今年 1 月下降 30%，原因与上述类似，

这些只是造成当前供应链问题的部分原因。其他包括从卡塔尔通过沙特阿拉伯到阿拉伯联合酋长国的一个大型港口的天然气禁运（尽管这种情况现在显然已经解决）以及全球范围内一系列较小生产设施的各种维护和计划外停机。这场“完美风暴”导致了当前的供应链问题，其中任何一个问题都可能导致氦气供应出现“昙花一现”，但总体上却呈现出非常具有挑战性的供应形势。那么，氦供应的短期和中期前景如何？

显然，位于 Cliffside 的 BLS 工厂需要尽快恢复运行，而且我已经看到有关在 6 月之前重新开始生产的报告。然而，鉴于当前和可能持续的地缘政治局势，阿穆尔和阿泽夫设施的局势似乎没有短期解决方案。

中长期形势确实看起来更光明。一家大型气体供应商最近宣布再次在德克萨斯州开设世界上最大的氦气储存洞穴设施，其供应能力计划超过 BLM 工厂 (7)。新的公司正在形成以提取氦作为“纯游戏”资源，即纯氦提取的开采和勘探，而不是作为天然气精炼的副产品。萨斯喀彻温省、犹他州和坦桑尼亚正在开发站点，这些站点可以从 2024 年开始为该系统贡献大量容量。

从目前的研究来看，我认为短期供应问题不会很快解决，但从中长期来看，维持用于科学和医疗诊断用途的安全氦供应具有足够的商业和政治利益。