氦危机

2006年至2007年发生了一件几乎不被人注意的小事件，2013年又发生了一次:欧洲和美国的氦气用户收到了供应商的信件，称他们将无法满足当年的任何需求增长。

两次中断都是严重事件。氦气有许多不同的工业用途，从半导体工业的特殊环境;液氧或液氢火箭推进系统的净化和增压;到专业焊接和飞艇上的升力气体。特别值得注意的是，目前还没有任何物质可以取代液氦独特的物理性质，使液氦能够保持超低温，从而使医用核磁共振扫描仪或粒子加速器核心的超导磁体得以存在。

因此，毫不奇怪，2006年首次引发的担忧在2013年再次扩大，并导致去年美国物理学会、材料研究学会和美国化学学会联合发布了一份重要报告。¹那么我们应该多担心呢?

低储备

今天的商业氦气供应仅来自全球少数几个天然气田(直到最近，大部分在美国)。与任何有限的资源一样，供应链中也有可能出现单点故障，而美国政府的氦气供应问题已进一步复杂化。早在1925年，美国《氦气法案》就将氦气确定为战争物资，并下令建立战略储备。后来，氦气在太空竞赛和导弹计划中的使用引发了1960年《氦气修正法案》，为在阿马里洛附近布什圆顶的联邦设施中分离和储存氦气支付了费用。1996年，克林顿政府下令土地管理局出售这些储备。尽管对市场价格的影响是最小的，但由于来源和供应商如此之少，这导致了氦价格的不稳定——几乎没有为未来的发现或投资提供动力联邦氦储备供应了世界市场的40%．

然而，到21世纪20年代初，联邦政府的供应将耗尽。在美国，Hugoton-Panhandle气田已基本枯竭，LaBarge气田的寿命也不确定。在其他地方，阿尔及利亚和卡塔尔的主要氦气供应是可行的，而液化天然气则拥有全球市场;氦气在这些油田中处于边际浓度，唯一可行的原因是甲烷液化过程将剩余废气中的氦气浓缩到值得分离的水平。澳大利亚、波兰和加拿大规模较小的氦资源无法取代这些主要的供应来源，但有报道称，俄罗斯气田的氦将在不久的将来成为重要的资源。这就提出了一个非常有趣的政治问题——我们希望在多大程度上依赖俄罗斯的氦气和碳氢化合物市场的稳定性?

探索裂谷

有几项举措可以缓解这一惨淡局面。首先是氦守恒。氦气用户社区已经在回收氦气和防止使用过程中的损失方面取得了重大进展，这是由于氦气成本不断上升，并且认识到对不可再生资源的良好管理对可持续的未来至关重要。二是开发更小、更高效的氦气提取工艺;更低的资本支出使得从较小的含氦气田提取氦气变得可行，并且已经对美国市场产生了影响。

第三个是寻找新的氦气气田。要做到这一点，你需要一个氦源岩;释放氦的过程;了解控制其地下迁移的流体过程;以及地质捕集结构的识别，以捕获它并将氦浓缩到值得生产的水平。

其中一个大型勘探项目正在坦桑尼亚进行。在这里，27亿年前的克拉通岩石积累了由U和Th衰变产生的氦。东非大裂谷分裂了这个大陆克拉通，导致火山活动和相关的加热，调动了积累的氦和其他气体，如氮气。岩石断层和水文地质影响了气体的迁移方式，导致“氦渗出”从含氦量高达10%的地下冒出来(约0.3%的分离在商业上可行)。据估计，它比坦桑尼亚的一个“氦省”还多可能有潜力满足全球长达10年的需求．

通过了解控制氦聚集的基本过程，我们可以观察过去有类似地质特征的其他地方，并在未来扩大我们对氦的搜索:它就在那里等着被发现。

然而，我们不能忘记，寻找氦气以及建立分离氦气并将其运输到市场的基础设施需要大量的时间和投资。在我们把它加入我们的供应之前我们准备承受多大的风险?