一、氦气概述
氦气是一种无色、无臭、无味，具有低密度、低沸点和惰性等特质的气体，是宇宙中仅次于氢的第二丰富元素。依据油气田里氦气储量的大小，可以将氦气田按规模分为特大型、大型、中型、小型、特小型气田;依据油气田里氦气含量的大小，可以将氦气田按含量分为特富氦、富氦、贫氦、特贫氦气田。
氦气田工业分类标准
储量分类
氦气储量（百万立方米）
含量分类
含量（%）
特大型
≥100
特富氦气
≥0.5
大型
50-100
富氦气
0.15-0.5
中性
25-50
含氦气
0.05-0.15
小型
5-25
贫氦气
0.005-0.05
特小型
<5
特贫氦气
<0.005
数据来源：观研天下整理
二、全球氦气行业市场发展现状
据观研报告网发布的《中国氦气行业发展趋势分析与投资前景预测报告（2022-2029年）》显示，全球氦气资源分布不均匀，美国氦气资源量拥有量最多。根据美国地质调查局统计，2020年，全球氦气资源量约为520亿立方米，其中美国约为206亿立方米，其次是卡塔尔氦资源储量约为10亿立方米，而中国氦气资源量约为11亿立方米，仅占2%。
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2018-2021年全球不同国家氦气产量
/
2018
2019
2020
2021E
美国
90
89
83
77
阿尔及利亚
14
14
14
14
澳大利亚
4
4
4
4
加拿大
<1
<1
<1
<1
中国
NA
NA
1
1
波兰
2
1
1
1
卡塔尔
45
45
51
51
俄罗斯
3
5
5
9
全球
158
160
160
160
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不过，进入2021年，受到地缘政治、俄乌冲突爆发、美国和卡塔尔相继由于设备检修停产等因素影响，全球氦气行业再次迎来价格飙升问题，并且将进入供给紧张局面。
三、中国氦气行业市场发展现状
1、我国氦气供应市场分析
目前，我国氦气消费量较高，占全球消费总量的11%，但供应严重依赖进口，2018年对外依存度最高达98.5%。不过，近年来随着国内氦气自产量提高，进口量也有所下降，2020年对外依存度下降到97.5%，2021年共进口氦气3685吨，同比减少0.6%。需要注意的是受地缘政治、俄罗斯地区氦气工厂的复产情况等因素影响，我国氦气国内外供应安全仍面临极大风险。
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2、我国氦气行业需求市场分析
消费市场，由于氦气具有不易液化、稳定性好、扩散性强、溶解度低等特殊性质，被广泛应用于军工、石化、制冷、医疗、半导体、管道检漏、超导实验、金属制造、深海潜水、高精度焊接、光电子产品生产等领域。
氦气在不同领域的应用
|
行业 |
应用举例 |
|
医疗/科研 |
磁共振成像（MRI）；核磁共振（NMR）光谱；粒子加速器、大型强子对撞机；超导量子干涉仪（SQUID） |
|
航空航天 |
太空飞行作业使用氦气净化氢气系统；火箭技术中用于置换储罐中的燃料和氧化剂并冷凝氢和氧；发射前从地面支持设备中清除燃料和氧化剂 |
|
电子半导体 |
电弧焊中用作屏蔽剂（防止空气中的氧气被污染）；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 |
|
焊接及金属加工 |
用于电弧焊和等离子弧焊的保护气体；高电离势能使异种金属可进行等离 |
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同时，由于氦气在空气中含量仅为0.0005%，从空气中分离氦气不仅难度大，而且能耗也高，而天然气中氦含量最高可达7.5%，并且规模氦气储量均为天然气伴生气，所以工业上将天然气提取氦气作为主要的生产方法。现阶段，工业提氦的方法分为非低温法与低温法（深冷法），其中非低温法主要包括物理吸附法、溶剂吸收法、膜分离法和变压吸附法（PSA法），低温法即冷凝法。
不同天然气提氦方法
|
方法 |
原理 |
优点 |
缺点 |
|
|
传统天然气提氦法 |
变压吸附法 |
利用吸附剂在不同压力下的吸附量差异，升压吸附，降压时被吸附气体解吸 |
纯度高、设备简单、操作成本低 |
氦纯度越高，工艺越复杂，对设备阀门要 |
|
膜分离法 |
在膜两侧压差的推动下，天然气各组分在溶解-扩散-解吸过程中产生渗透性能差异，利用氦气渗透性能好的特点实现氦气分离 |
新材料问世，前景广阔 |
氦气含量小，单级膜提氦效率低 |
|
|
深冷法 |
利用天然气中各组分临界温度的差异实现氦气的分离 |
产品纯度、收率高；目前90%的氦气通过深冷法提取 |
操作弹性低，设备投资和能耗高 |
|
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集成天然气提氦法 |
深冷-膜分离联合法 |
含氦天然气经过净化处理后采用深冷工艺提取粗氦，再采用膜分离技术进行提纯 |
提氦装置规模小，操作成本低，适用于贫氦天然气 |
氦回收率低 |
|
深冷-膜分离耦合法 |
将提氦与LNG液化流程耦合，采用两级膜实现氦气的提浓 |
氦回收率高，液化流程的液化率 |
流程复杂 |
|
|
LNG联产法 |
将氦气生产与LNG/NRU深冷单元向集成 |
能耗低，经济效益好 |
流程复杂 |
|
数据来源：观研天下整理
2014-2018年，我国氦气消费量快速增长，但进入2019年，受氦气市场理性回调及疫情影响，消费市场表现低迷，2020年我国氦气需求量下降至2130万立方米。
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3、我国氦气行业竞争格局分析
目前，我国氦气行业主要被外资企业所垄断，市场份额占比超82%，以林德公司、法国液化空气集团、空气化工产品等企业进口占比最大。不过，近年来随着下游需求带动和技术升级，广州广钢、上海济阳、四川空分、中科富海等国产企业崛起，其中广州广钢更是在2020年对林德的总计每年9000万标准立方英尺的氦气资源完成了收购，并且成为最大的内资气体企业。
根据数据显示，2022年4月，内蒙古雅海能源BOG提氦项目开工，生产的高纯氦气产品约为69m³/h，合计年产55.2万m³。由此，预测2022年底国产氦气产能有望达到800吨，进一步填补国内供应缺口。
数据来源：观研天下整理（WYD）
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