被氦气卡脖子了
去年12月,能源产业的十多名专家学者和研究员在学术期刊《中国矿业》中发布研究报告警告说,北京追求“自给自足”的进程中存在一个关键薄弱环节,即氦气的供应高度依赖进口,使供应链安全面临风险。而伊朗战争使这种担忧变成了现实。氦气是一种不可再生、不可替代的战略性稀有气体,在航空航天、半导体制造、医疗扫描设备的冷却、核磁共振成像、低温超导及国防军工等关键领域具有不可替代的重要作用。问题在于,中国目前超过83%的氦气供应依赖进口。
“当前,中国氦气需求持续快速增长,但国内供应能力严重不足,高度依赖进口,且进口来源受国际地缘政治格局变动影响显著,供应链安全面临严峻挑战。”这份研究报告指出。
美国有线电视新闻网(CNN)说,时至今日,这些担忧已以惊人的速度变成现实。伊朗战争使得中国供应链面临巨大压力。中国目前正面临一些分析人士所说的数十年来最严重的氦气冲击,价格翻了一番,供应却日益减少。
美伊2月份核谈判破裂后,美国和以色列自2月28日起对伊朗发动联合作战行动,以消除伊朗的核威胁。伊朗随后封锁霍尔木兹海峡的航运,并对卡塔尔和阿联酋等海湾国家发动导弹和无人机袭击,造成设施损坏和人员伤亡。
据CNN报导,卡塔尔供应全球三分之一的氦气需求,以及中国54%的需求。卡塔尔氦气生产的暂停,再加上相关能源设施遭受的附带损害,整个供应链可能仍需要数年时间才能恢复。与此同时,中国国内氦气供应的压力也在不断增加。
上海供应链咨询公司Tidalwave Solutions的高级合伙人Cameron Johnson表示,鉴于卡塔尔的情况,“我们无法预见未来如何才能获得可靠的供应”。
“很多供应商基本上都在说,我们没有产品可卖。就算你给我们一百万美元也没用,我们没货。”约翰逊说。
中国市场情报公司Sublime China Information的数据显示,过去一个月,中国工业领域使用的高纯度氦气价格翻了一番。
该公司分析师张卫在4月3发布的一篇文章中写道,中国自卡塔尔进口氦气量较大,占总进口量的54%,受卡塔尔短期供应难以恢复的影响,中国国内市场对供应担忧的情绪加剧。
“目前市场陷入上游惜售、下游多方寻货,甚至不惜高价提货的局面。”张卫说。
与石油和天然气不同,中国并未为这种关键气体建立可维持数月的集中储备。此外,能够运输氦气的专用低温运输船数量有限,也进一步加剧了供应方面的挑战。
河南省一家氦气销售经理李攀义(Li Panyi)告诉CNN,他所在公司的氦气价格已经上涨了120%以上,从3月初每立方米76元(约11.12美元)涨至170元(约24.87美元)。他表示,目前为止,包括医疗和半导体等行业的客户都愿意接受此次涨价。
“由于价格上涨,供应紧张,我们只能保证现有客户的部分供应,暂时不接新订单。”他说。
分析人士警告说,如果供应中断持续时间较长,可能会导致芯片工厂关闭,并延误用于救命的医学影像检查,从而在依赖半导体的更广泛的经济领域引发连锁反应,从电子产品到汽车制造。
张卫说,短期内,中东局势的不确定性仍将对全球氦气供应链构成持续干扰,包括霍尔木兹海峡的航运管控、卡塔尔等主要氦气出口国的出口受限以及长期协议履约的风险。这些因素导致市场对供应链的担忧难以快速缓解,预计中国氦气市场价格将继续攀升。
CNN说,分析师们认为,中国面临的选择有限。美国是世界上最大的氦气供应国,其次是卡塔尔和俄罗斯。然而,随着中美关系恶化,中国一直在寻求减少对美国的依赖,已将进口比例从十年前的28%降至去年头八个月的2%。
尽管中国转向俄罗斯进口更多氦气,但分析人士指出,俄罗斯的供应无法弥补卡塔尔造成的损失,因为俄罗斯的大部分供应都受长期合同约束,且其剩余产能有限。
这加大了对中国国内氦气生产投资的紧迫性,去年12月刊登在《中国矿业》上的研究报告中指出,“目前(中国)国内发现的天然气中氦气资源总体品位较低,富氦资源少,贫氦资源多,不利于氦气的生产。”
不仅仅是氦气,伊朗战争还影响了其它原料的进口。据《金融时报》报导,上海供应链咨询公司Tidalwave Solutions高级合伙人约翰逊警告说,此次供应中断情况可能比COVID-19疫情期间更严重。所有原材料,尤其是可能需要进口或供应已经紧张的原材料,目前都面临稀缺、供应紧张以及何时才能恢复正常运转的不确定性等风险。
分析指出,伊朗战争爆发前,中国约三分之一的石油和25%的天然气进口依赖中东地区。中东还是甲醇、聚乙烯和硫磺等石化产品和农产品的重要来源地。
国内已有企业,如杭氧股份在小规模实践空气制氦,但在当前技术和市场条件下,大规模商业化应用经济上完全不成立。核心原因是:空气提氦的成本几乎全部集中在粗氦提取阶段,而非高纯精制阶段。
从空气中提取粗氦的成本(>180 元 / Nm³)已经超过了国产天然气提氦的总成本(35-55 元 / Nm³)。即使不考虑任何精制和运输成本,空气制粗氦也比国产天然气氦气贵 3-5 倍。
为什么空气提氦成本如此之高?
这是由热力学极限决定的,空气中氦含量仅为 5.24ppm(百万分之五),要提取 1 立方米纯氦,需要处理约19 万立方米空气。
空气提氦实测能耗高达 68.7kWh/Nm³,是天然气提氦(9-11kWh/Nm³)的 6-7 倍。
一套年产 10 吨(约 5 万立方米)氦气的空气提氦装置投资约 4.2 亿元,是同等产能天然气提氦装置的 4 倍。
即使未来技术取得重大突破,将能效提升至理论极限(42.3kWh/Nm³),空气提氦的成本仍将超过 120 元 / Nm³,依然远高于天然气路线。
高纯度液氦是绝对的战略资源
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