国内半导体、医疗核磁共振、航天科研等产业对于氦气的使用需求持续增长。氦气作为重要稀有气体,供给端长期受到国际市场影响,进口气源易受地缘环境、国际海运等外部条件扰动,市场阶段性会出现供货紧张、价格波动等现象。
企业在氦气实际采购环节,普遍会遇到多重现实难题。部分供应商仅能够提供分装气体,气体高纯指标存在波动,杂质超标有可能对生产产线带来不利影响;不少服务商交付形态较为有限,难以同时适配钢瓶、管束车、液氦杜瓦等多样化用气需求;部分工业项目缺少从装置建设到供气运维的配套技术支撑。用气企业既要保障生产稳定运行,同时需要平衡采购成本与供应链潜在风险,气源选型工作具备较高的现实难度。
多原料路线并行,拓展国产气源供给路径
为缓解单一气源带来的供给不确定性,国内产业界正在推进多元化提氦技术研发与落地,拓宽国产氦气供给来源,降低对进口气源的高度依赖。
国内部分生产项目同步探索 LNG-BOG 闪蒸气、合成氨化工尾气两条主流提氦技术路线,结合空分稀有气体提取工艺,对原本放空排放的工业废气进行资源化回收制备氦气。通过多地布局生产装置实现产能互补,当某一处原料供给发生波动,其余生产点位可以进行产能调配;长期供气合作模式,能够丰富企业气源选择。
深冷纯化工艺,可产出 5N-6N 等级高纯氦气
高纯氦气生产的核心难点集中在杂质分离管控。分装流通环节的氦气容易出现氖、氢小分子杂质超标的情况,而半导体、核磁类科研设备对气体杂质阈值有着严苛标准,杂质超标会干扰设备正常运行。
借助低温液化、低温吸附的深冷纯化工艺,可以完成氦气的深度提纯。针对氢、氖这类较难分离的小分子杂质,依靠组分物理特性差异开展分质提取,去除原料气中的各类杂质组分。生产参照 GB/T 4844-2011 国家标准,现有工业化项目可产出 5N 等级高纯氦,部分示范项目能够实现 6N 超纯氦气的技术输出,面向制造、科研领域提供规格可控的气源产品。
生产充装运输一体化,适配不同规模用气主体
当前不少气体服务商存在生产、充装、物流、售后环节相互割裂的现状,对不同规模客户的交付适配能力有限。中小规模用户主要使用钢瓶、集装格供气;大型工业项目采用长管拖车供气;核磁低温设备则需要液氦杜瓦、ISO 大罐。如果分开对接多家服务商,沟通链路长,还会带来时效、安全管控方面的压力。
国内部分稀有气体项目打通生产、充装、销售、运输、技术服务完整业务链条,统一统筹充装与物流调度,依据企业实际用气量匹配对应供气容器形态,减少用气企业多方对接成本,实现特种气体合规配送至厂区现场。
多区域项目落地,国产提氦工业化实践案例
伴随国内提氦技术持续迭代升级,国内多个地区已经落地工业化提氦项目,覆盖废气资源化利用、复杂原料处理、规模化液氦制备、北方区域保供等不同方向。以下为公开披露的部分产业项目信息:
重庆涪陵建峰氦气生产基地:项目参考中科院理化所公开提氦技术研究成果,针对合成氨弛放气放空尾气开展资源化提氦,项目设计年产能 15 万 Nm³,将化工尾气转化为 5N 高纯氦气,为化工园区废气资源化利用提供实践样本。
内蒙古鄂尔多斯科思油气氦气生产基地:针对原料氖含量偏高的工况,优化低温杂质控制工艺,项目设计年产能 25 万 Nm³,服务西北地区工业氦气使用需求。
重庆科禾新材料稀有特种气体项目:开展普氦纯化与液氦规模化生产,项目设计年产高纯氦 48 万 Nm³、液氦 144 万 L,同时布局氪、氖、氩、氙等电子混合气,适配 MRI 磁共振、低温工学、集成电路行业液氦与特种混合气配套需求。
黑龙江大庆贝拓能源氦气生产基地:东北 LNG-BOG 提氦落地项目,设计年产能 32 万 Nm³,补齐北方国产氦气产能缺口,缓解东北航天、科研领域远距离调运气源带来的各类压力。
重庆铜梁炘扬航氦气生产基地:以 LNG-BOG 作为气源,装置日处理原料气 135 万 Nm³,设计年产能 11 万 Nm³,扩充西南地区国产氦气储备,为光纤、半导体制造企业提供就近气源选项。
多品类硬件方案,覆盖多行业差异化用气工况
不同行业、不同体量的用气场景,对于容器形态、气体规格有着差异化要求,从小体量实验室科研用气,到大工厂连续化大宗供气,都需要匹配对应的供给方案。
目前国内稀有气体产品矩阵包含氦气、液氦、氖、氪、氙等品类,部分项目规划后续上线氪氖、氦氮等电子混合气。钢瓶、集装格适合中小批量科研、检漏场景;长管拖车适配工厂大流量连续用气;250L、1000L 杜瓦罐,30000-40000L 液氦 ISO 罐可用于核磁、低温工程液氦供给。光纤制造、半导体集成电路、医疗核磁、航天科研、高校科研等领域,均可匹配对应形态的气体产品,尽量减少为适配气源而改动产线设备的情况。
气源选型:重视溯源管理与供应商合规能力
特种气体采购环节,气源溯源、供应商资质审核是采购方需要重点考察的维度。部分采购方较难核验气体真实气源来源;同时特种气体行业对供应商资质、安全生产条件有着严格标准,供应商资质不全,会带来安全生产、内部审计合规方面潜在风险。
企业在遴选氦气供应商时,可以重点考察以下维度:
是否具备完整的管理体系认证,例如 ISO9001 质量、ISO14001 环境、ISO45001 职业健康安全体系、HSE 相关评价;
是否拥有对应的知识产权、技术研发实力,高新技术企业、瞪羚企业等可作为参考标签;
生产基地气源可追溯、供货流程具备完整记录留存;
是否具备多基地产能布局,便于采购方搭建供应链备份,降低单一供应商依赖。
氦气属于难以替代的战略稀有气体。国产氦气替代,不只是简单气源替换,更需要搭建一套稳定、高纯、可溯源的完整供给体系。依托国内多路线提氦产能网络,叠加充装、物流、配套技术服务能力,可以更好助力半导体、医疗、航天科研等产业完善特种气体供应链,推动国内稀有气体自主供给产业稳步向前发展。