它是轻盈气球里的气体,是核磁共振成像仪能够运转的关键,更是尖端芯片生产的必需品;它是宇宙中第二丰富的元素,却在地球上十分稀少。氦——一种看似神秘,却又与我们的生活生产息息相关的气体。
全球三分之一的氦气供应,一夜之间没有了。
2 月 28 日,为反击美以联合袭击,伊朗宣布关闭霍尔木兹海峡,全球能源供应链随即陷入震荡。
消息传回国内,氦气经销商王军的手机几乎被 " 打爆 " ——作为全球氦气主产区之一,中东航道受阻直接牵动着国内氦气市场的神经。不过彼时的他还很乐观,一遍遍向客户宽慰:" 海运进口周期长,只要冲突有缓和,国内供应就不会有波动。"
但局势并未如他所愿。仅几天后,氦气供应量接近全球的三分之一的卡塔尔宣布停产天然气,作为天然气开采的伴生气体——氦气国际价格应声上涨。王军坦言,虽然短期行情可以让他赚到一笔 " 快钱 ",但他也担忧,冲突若持续升级,2022 年国内氦气供应紧张的局面或将再次上演,这对整个行业并不是好事。
王军的担忧并非杞人忧天。2022 年,俄乌冲突爆发,短短数月,液氦价格就从每升 80 元飙升到 400 元,国内不少科研机构低温实验装置因缺氦停机。
波谲云诡的国际局势,再次提醒国人,打破氦气对外依赖,已势在必行。事实上,过去几年来,中国氦气产业打响了一场突围战,从气源勘探、提取技术到储运装备,不断取得突破,正一步步实现氦气自主可控。

氦气通常伴生在天然气中,图为新疆顺北油气田天然气处理厂。 图源视觉中国
在现代工业版图中,氦气是一种十分 " 矛盾 " 的气体资源。
它很轻,轻到能飘向云端。它无色无味,常常被人忽略,是仅次于氢气最轻的气体。
它又很 " 重 ",重到支撑起国之重器。芯片光刻冷却、核磁共振超导、火箭燃料增压、核聚变装置等诸多尖端领域,都离不开氦气的身影。因此,它被誉为 " 气体黄金 "。
恰恰是这种 " 气体黄金 ",中国超 80% 依赖进口。根据大宗商品市场服务商卓创资讯网的统计,2025 年,我国氦气进口量超 4924 吨,而国内产量只有 827 吨,两者相差近 6 倍。
谁也不愿将产业 " 命脉 " 拱手于人。中国是制造大国、世界工厂,氦气消费量约占全球 20%,但自身资源禀赋却极为有限:作为不可再生资源,我国氦气资源约 11 亿立方米,仅占全球总量约 2%。
与中国 " 贫氦 " 鲜明对比的是,全球氦气资源高度集中在美国、卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯等少数国家。尤其是美国,拥有世界上三分之一以上的氦储量,是名副其实的全球氦气第一大国。

美国天然气运输管道阀门 图源视觉中国
早在 2018 年 5 月,美国内政部发布了 35 种关键矿产最终清单,氦气被列入其中,要求与我国方面签署的氦气供应合同,要写明不准用于军事用途。在氦气制备设备方面,美国商务部制定的《出口管理条例》,直接禁止专门制造 -253 ℃超低温环境的制冷机出口中国。
近年来,我国主动调整氦气进口结构,卡塔尔和俄罗斯成为主要替代来源。2025 年,两国分别以 54% 和 44% 的进口占比,占据我国氦气供应的绝对主导。但即便如此,我国对单一气源过度依赖的隐患并未真正消除。
氦气稀缺不仅是总量问题。更关键的是,氦气在我国气田中的含量极低,根据估算,大约只有 0.03%(即 300ppm),相较之下,国外富氦气田大约在 1% 至 7% 的水平,两者差距逾百倍。
正是这种数量级的差异,给我国氦气提取带来极大技术难度。
杭氧集团气体应用技术研究院院长秦燕对此形象比喻:" 这就好比从两杯水里筛沙子,一杯水里只有一粒沙,另一杯里却一堆沙。" 在筛选过程中,技术人员必须造出一张精度极高的 " 膜 ",上面布满微小孔洞,小到只有氦原子能够通过,从而实现与其他气体精准分离。

半导体产业是氦气应用重要场景 图源视觉中国
提取难度大,直接影响氦气的最终纯度。而国内氦气的核心应用场景——核磁共振成像、半导体、航空航天等领域,恰恰对纯度有着严苛要求。
例如在半导体产业,氦气用于光刻机超导冷却、晶圆精密温控、超洁净保护及质谱检漏等环节,纯度必须达到 99.999%(5 个 9,即 5N 级)以上;在航空航天火箭推进等关键环节,纯度更是要求不低于 99.9999%(6 个 9,即 6N 级)。
可以说,对中国而言,实现氦气自主可控,早已不是选择,而是必须啃下的硬骨头。
为了摘掉 " 贫氦 " 的帽子,过去几年,我国一直精进勘探技术,想方设法找到气源。
据中国地质调查局公布数据,截至 2025 年 4 月,全国新增氦气探明地质储量 40.7 亿立方米,苏里格、涪陵、靖边、安岳、东胜和泸州等 6 个气田氦气探明地质储量均超过 2 亿立方米,其中几个已经具备开采价值。
产能是观察开采进展的重要线索。2025 年,全国共有 48 家企业具备氦气提取能力,产能达到 1466.06 万立方米,约 2628 吨。预计 2026 年到 2030 年,还有中石油苏里格气田、长庆油田、佳县宏远天然气二期等一批涉氦项目陆续投产。
不过,产能并不直接等同实际产量。事实上,2025 年,国产氦气总量不到 900 吨,只达到产能的三成左右,大量装置仍处于低负荷运行或尚未达产状态。这是能源行业的常态,从勘探探测到真正形成稳定产量,中间需要较长周期,有一个缓慢爬坡的过程。
在资源条件不能立刻扭转的当下,单纯靠从天然气里找气源,并不足以解决根本问题。因此,一些企业将目光投向了另一个颇潜力的替代气源——空气。

衢州杭氧特种气体有限公司空分塔 吉文磊 摄
位于衢州的杭氧特种气体有限公司生产现场,两座高耸的空分塔直抵天际,蓝白相间的钢结构框架纵横交错,支撑着密密麻麻的银色管道和巨型设备——乍一看,仿佛置身于一座精密复杂的石油化工加工厂。
" 这里就是空气被‘拆解’与‘重生’的地方。" 衢州杭氧特种气体有限公司生产副总经理汪晗告诉记者,集团在全国各地分布着 60 多家气体公司,它们每天从空气中分离出 " 粗氦 " 再运送至此。衢州杭氧特种气体有限公司的任务是,利用分离、精馏等工艺,将 " 粗氦 " 变 " 精氦 "。
空分塔是空气提氦的关键设施,它就像是蒸包子的 " 蒸笼 ",通过分步加热液化空气,利用不同气体沸点差异实现分离——沸点最低的氮气(-196 ℃)最先汽化上升至塔顶,冷凝后被收集;随后氩气、氧气依次汽化,被不同高度的 " 蒸屉 " 分层截留。最终剩余的氖氦混合气,将进入专用装置继续深加工,最终产出高纯度氦气。
目前,杭氧的空气提氦年产能为 7.57 万立方米,依托集团空分集群优势,可根据市场需求快速提升产能。
" 必须承认的是,相较于天然气,空气提氦的整体产量并不大,成本更高,但这条路我们会坚持走下去。" 王晗说,从商业层面看,依托杭氧分布在全国各地的气体公司,企业能获得稳定的气源,前期投入也可以逐步实现回报。更重要的是,通过这一业务,杭氧成功转型为国内少数不依赖气田资源的氦气生产商,不仅提升了企业在行业中的核心竞争力,更让国家在关键战略物资领域掌握了更大的主动权。

万瑞冷电自主研制的 " 低温精制及脱氖装置 " 在延安天然气提氦项目现场稳定运行。受访者供图
另一边,不少企业也在持续发力,通过技术创新,生产出纯度更高的氦气产品。
2025 年 8 月,安徽万瑞冷电科技有限公司传来好消息,其自主研制的低温精制及脱氖装置完成工程验收,产出氦气纯度高达 99.99997%(6N 级),氖气杂质低于 0.3ppm,成为国内首套从天然气中提取 6N 级超纯氦气的装置。
这项技术不简单。万瑞冷电总工程师章学华告诉记者,由于天然气中氦气含量不高,国内大多数气源提氦后,还需进一步的提纯与精制。万瑞冷电则通过持续的技术创新,直接让贫氦气田产出富氦。
工艺最大的技术难点在于氦和氖的分离。" 氦和氖的分子直径只差 0.6 埃米,相当于头发丝直径的百万分之一,加上天然气和空气含量少,不和其他物质反应,传统工艺几乎无法有效分离。" 章学华就此打了个比方——就像一对长得几乎一模一样的双胞胎,还不搭理人,外人很难分辨。
针对提氦过程中的各类杂质,万瑞冷电打出一套技术 " 组合拳 ",采用膜分离、变压吸附、催化脱氢、低温精制四阶耦合工艺。通俗来说,前两道工序如同精密 " 筛子 " 与 " 吸附器 ",脱除甲烷和氮气;催化脱氢通过化学反应去除氢气;深低温精制则利用高比表面积吸附剂,精准分离氖气。
让章学华自豪的是,这套设备有效解决了低丰度氦气制备投资大、运营成本高和操作弹性小的难题,其制造与运营成本较国外同类产品降低约 30%。更关键的是,高效吸附剂、低温制冷设备、低温阀门及核心配件大多实现自主可控,可实现完全国产化。
从 " 无中生有 " 开辟气源,到关键技术接连突破,放眼全国,中国氦气产业正一步步撕开国外长期垄断的缺口,稳步迈向战略自主。这一切并非一朝一夕,而是多年厚积薄发的结果。
2021 年,国内首创常温膜法氦气提取技术研发成功,开启低成本提氦新路径;2022 年,国内首套工业级氦液化 + 超低温制冷纯化集成装置问世,打破国外垄断;2023 年,全球首套含氦煤层气工业化提氦装置落地,开辟非天然气提氦新赛道;2024 年,国内首创氢氦分离提纯装置落地 ……
一项项 " 国内首次 "、一个个 " 全球首创 " 接连涌现,这意味着中国氦气产业不再只是 " 寻找氦 ",更真正实现了 " 提纯氦、掌控氦、用好氦 "。
在过去十年里,中国氦气的对外依存度,从原来的 95% 下降到了 85%。考虑到我国氦气资源仅占全球 2%,这样的突破尤为来之不易。" 在我看来,这也是中国氦气企业借鉴国内其他领域攻坚克难的成功实践后,总结出的经验——先定点突破,再串联成线,进而拉高产出,摆脱依赖。" 章学华说。
此前一直被 " 卡脖子 " 的液氦储罐便是典型例证。卓创咨询的一名分析师告诉记者,气田中的氦气产量只占很小比重,加之其存储对材料、密封与工艺要求极端严苛,一般各家开采商很少专门建设大型储运储罐," 产出即转运 " 成为行业普遍模式。

杭氧自主研制 40 英尺的液氦罐箱。 吉文磊 摄
因此,除了提氦能力的突破,国产氦气想要真正实现自主可控、稳定供给,就必须破解储运环节这一关键瓶颈。
2023 年,杭氧成功自主研制出 40 英尺液氦罐箱,并于 2024 年 7 月实现量产交付。该装备的国产化替代,其无损维持时间长达 80 天,绝热性能达到国际先进水平,这标志着中国氦气企业在关键储运装备领域成功补齐了 " 能造 " 的短板,实现了液氦储运装备的自主可控。
在氦气回收纯化领域,各家企业也在积极布局。早在 2003 年,万瑞冷电研制出国内首台大型氦气回收装置,2012 年,又推出了工业氦气循环利用设备。" 通过我们的回收、纯化技术,每年能节约 300 万立方米氦气,大幅降低对新增氦资源的需求。" 章学华说。
在国产技术尚未完全满足所有高端需求的当下,不少企业除了自主研发外,还在涉足海外代理的模式。
2025 年 2 月,内资氦气绝对龙头广钢气体,通过全资子公司与卡塔尔签订 20 年长期氦气采购协议,广钢气体由此成为国内首家、中国唯一与卡塔尔签订此类长协的气体企业。
" 锁定全球最大氦气供应国的稳定气源,对提升我们的供应链韧性与国际话语权具有重要意义。" 广钢气体董秘贺新介绍,一方面,当前国产氦气产品逐步替代中低端市场,进口产品补充高端急需领域,可共同保障供应链稳定。另一方面,通过代理接触国际前沿技术标准,也可为自主创新提供参照和目标。

天然气气田 图源视觉中国
值得一提的是,推进氦气国产化进程,不只是为了 " 防风险、求生存 ",更是为了 " 抢利润、谋发展 "。
必须承认的是,目前我国工业气体市场的第一梯队,依然是由四大国际气体公司所组成的:德国林德,法国液化空气,美国空气化工,日本大阳日酸,只有第二梯队和第三梯队,才有中国厂商的身影。国内厂商只有继续向上游突破,掌控特种气体、核心设备、关键材料等高价值环节,才能打破内卷,让国内企业真正分享产业红利。
汪晗对此深有感触。前不久,他接到国内一家半导体巨头客户负责人的电话。对方在回顾此前合作的国产氦气业务时,提到了一个细节:相比以往的跨国供应商,杭氧在检测、化验分析等环节更专业,服务也更周到高效。
" 这是好的开始,说明高端市场对国产氦气的刻板印象正在一点点扭转。" 汪晗说,他希望在不久的将来,氦气产业能复刻国产新能源汽车的成功之路,不仅为国家筑牢供应链安全底线,也让企业在市场站稳脚跟、赢得真正的话语权和尊重。


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