我国氦气产业进口依赖度高国内制取技术进程加快

2022-08-12 16:31

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一、全球氦气资源分布不均，氦气产量集中度高

氦气（He）是一种不可再生资源，具有沸点低（-269℃、4K）、导热性好、渗透性好、性质稳定、绝对零度不固化等独特性能。因此，氦气被广泛应用于航空航天、军工、潜艇、尖端科研、高端制造、医疗等领域，是国防军工和高科技产业发展不可或缺的战略性物资。国外对于氦气资源的保护与战略储备的重视由来已久。

氦气下游应用行业

行业	应用
航空航天	太空飞行作业使用氦气净化氢气系统地面和飞行流体系统将氦气用作增压剂氦气可用作气象和其他观测气球的升力源
汽车及运输设备	用于散热器换热器、空调组件、燃料箱和变矩器等重要汽车部件的测试氦气可与氩气配合使用，用于安全气囊的充气操作
电子	可实现半导体、液晶面板和光纤线生产制造中零部件的快速冷却生产过程中充当载运气体
医疗保健	磁共振和核磁共振超导磁体的理想冷冻气体
焊接及金属加工	铝、不锈钢、铜和镁合金等高导热性材料焊接的理想气体热处理过程中的淬火气体以及熔炉气体

数据来源：观研天下数据中心整理

氦气资源在全球范围内的分布极不均匀，美国是全球氦气资源最丰富的国家，虽然已大规模开采超过60年，其氦气储量仍占全球总储量的40%以上。根据美国地质调查局2020年的调查报告：全球氦气资源量为520×108 m3，其中美国、阿尔及利亚、卡塔尔和俄罗斯拥有全球88%的氦气资源。美国的氦气资源量预计200×108 m3左右，卡塔尔100×108 m3，阿尔及利亚82×108 m3，俄罗斯68×108 m3，加拿大20×108m3，中国11×108 m3，波兰3×108 m3。

数据来源：观研天下数据中心整理

从天然气中提取氦气是全球范围内唯一的工业化来源。其供给与天然气供给关系紧密，全球氦气产量集中度高，前三大主要产气国为美国、卡塔尔、阿尔及利亚，2020年CR3 达87.5%。

全球不同国家氦气产量（单位：万立方米）

国家	2016	2017	2018	2019	2020
美国	8900	9100	9000	8900	7400
卡塔尔	5000	4500	4500	5100	4500
阿尔及利亚	1000	1400	1400	1400	1400
俄罗斯	300	300	300	200	500
澳大利亚	400	400	400	400	400
波兰	200	200	200	200	100
加拿大	100	100	100	100	100
其他	800	800	800	900	800
全球合计	16700	16800	16700	17200	15200

数据来源：观研天下数据中心整理

根据观研报告网发布的《中国氦气行业发展现状分析与投资趋势预测报告（2022-2029年）》显示，目前，北美是氦气资源的绝对主力供应区和需求区；卡塔尔是第二主力供应区，但需求量较低；亚太地区氦气产量极低，但是主力需求区。全球氦气需求量稳中有升，近几年供应相对紧张。2021—2025年，全球将陆续有俄罗斯阿穆尔处理厂（AMOUR处理厂，简称AGPP）、卡塔尔RasLaffan-3、坦桑尼亚Helium One、阿尔及利亚提氦厂共4个提氦厂投产，预计生产氦气能力将增加1.1×108m3/a，全球氦气产量将达到2.6×108m3/a，短期呈现供应宽松态势。自2026年起，按照供应量年均增长率1.5%保守估计，预计到2030年全球氦气产量可达2.82×108m3，将出现超过20%的供大于求。到21世纪20年代后期，全球氦气供应局势将由美国占据半壁江山的现状转变为75%来自卡塔尔、俄罗斯和阿尔及利亚。

全球部分天然气提氦厂统计

国家	工厂名称	氦气产量( 10⁴ m³/a)	投产时间
俄罗斯	AGPP	6 000	一期2000×10⁴ m³/d装置已投产
卡塔尔	Ras Laffan-3	1 200	计划2022年投产
坦桑尼亚	Helium One	2800	计划2022年投产
阿尔及利亚	阿尔及利亚提氦厂	1 000	项目已启动

数据来源：观研天下数据中心整理

二、我国进口依赖度高，优质气田资源亟待开发

中国氦气消费量较高，占全球氦气消费量的11%，且增速迅猛。2020 年中国氦气进口依赖度 97.5%，外资企业垄断氦气进口。2020 年中国进口氦气量达 2076 万方，自主生产 53 万方，进口依赖度97.5%。2021 年中国进口氦气约 3685 万吨（约 2064 万方），2021年进口依赖程度仍然较高。

数据来源：观研天下数据中心整理

目前中国有十几家氦气进口企业，主要为外资企业，占比达82%，中国进口企业仅有广州广钢气体能源股份有限公司（简称广钢）及上海济阳科技有限公司（简称上海济阳）。其中林德公司、法国液化空气集团、空气化工产品有限公司进口量较高，分别占比21%、19%、18%；岩谷产业株式会社（简称岩谷）、广钢、大阳日酸株式会社（简称大阳日酸）分别占比13%、10%、8%。2020年3月，广钢完成收购林德公司剥离出来的总计每年约425t（238×104m3）的氦气资源，打破外资垄断格局，成为最大的内资氦气供应商，减弱了因地缘政治问题而带来的进口风险。

数据来源：观研天下数据中心整理

近几年氦气价格较高，供销两旺，但供应严重依赖进口，对外依存度高，其供应安全仍面临极大风险。中国氦资源整体氦含量较低。目前中国已发现的 8 个含氦天然气盆地，分别位于渭河、四川、塔里木、柴达木、松辽、渤海湾、苏北、海拉尔等。其中，塔里木盆地的和田河气田，是中国第一个特大型富氦气田（含量为 0.30%-0.37%），优质气体资源亟待开发。

氦气田工业划分标准

规模分类	储量(Mm³)	含量分类	含量（体积%)
特大型	≥100	特富氦	≥0.500
大型	50～100	富氦	0.150~0.500
中型	25～50	含氦	0.050~0.150
小型	5～25	贫氦	0.005~0.050
特小型	≥5	特贫氦	≥0.005

数据来源：观研天下数据中心整理

三、技术差距逐步缩窄，国产替代进度加快

氦气制取与储运技术路径已经相对成熟，卡塔尔、俄罗斯等主要氦气出口国家均主要采用深冷法、BOG提氦等主流方式。氦气垄断国家对于中国明确的氦气禁运政策，并通过对于制冷机及核心部件、液氦罐箱、氦气液化器等出口限制限制制造能力。与此同时，随着国内部分BOG提氦项目落地，中国正逐步收窄技术差距，国产替代进度加快。目前中国仍然存在大规模贫氦天然气提氦技术成本较高，氦气液化储运关键核心设备性能存在差距的问题。

全球部分天然气提氦厂统计

国家或区域	工厂名称	提氦方式	投产年度
美国	Amarillo	深冷法	1929年
	Excel		1943年
	Shiprock		1944年
	Keys		1959年
	K err-McGee's Helium Plant		1962年
	Bushton		1962年
	Ulysses		1962年
	Liberal		1963年
	Dunasa		1963年
	Hansford		1963年
卡塔尔	Ras Laffan-1	BOG提氦，深冷法	2005年
	Ras Laffan -2		2013年
	Ras Laffan -3		2021年
俄罗斯	Gazprom Dobycha	深冷法，联产乙烷	1978年
俄罗斯	AGPP	深冷法，联产乙烷	一期2021年
澳大利亚	BOC Darwin Helium Plant	BOG提氦，深冷法	2010年
波兰	Odolanow	深冷法	2015年
坦桑尼亚	Helium One	BOG提氦，深冷法	勘探中
阿尔及利亚	阿尔及利亚提氦厂	--	建设中

数据来源：观研天下数据中心整理

中国部分提氦项目梳理

区域	工厂名称	提氦方式	投产年度
四川自贡	--	深冷法	2012年
宁夏盐池	中科富海	BOG提氦，深冷法	2020年
内蒙古鄂尔多斯	四川空分设备集团	BOG提氦，深冷法	2020年
甘肃庆阳	瑞华能源	BOG提氦，膜+PSA	2021年
内蒙古鄂尔多斯	鄂尔多斯水发燃气	BOG提氦	2021年
内蒙古	森泰能源九丰能源	BOG提氦	2021年