氦氣，一種無色、無臭、無味、無毒的惰性單原子氣體，在地球上的含量極少，是不可再生的稀

有氣體資源。

同時，氦氣也是關乎國家安全和經濟命脈的戰略性資源，在眾多領域中都發揮著不可替代的作用。

在高端裝備制造中的半導體、液晶顯示器和光纖領域用量最大，其次是醫用核磁成像及低溫超導

設備、高端裝備的氣密性檢查、超流體材料制備等領域。

我國對氦氣需求量巨大，對外依存度超過95%。由于我國氦氣藏品位低，且天然氣是氦氣唯一的

工業化來源，提取技術尚不成熟，經濟性較低。在中國科協公布的2022十大工程技術難題中，由

中國科學院院士、中國科學院過程工程研究所所長、河南大學校長張鎖江牽頭提出的如何從低品

位含氦天然氣中提取氦氣問題在列。

“研發面向低品位含氦天然氣的低成本提取技術，開展提氦工程示范，對于提升我國對氦資源的利

用率、降低氦氣對外依存度、保障我國用氦安全具有重大戰略意義。”

       氦氣如此重要，它是地球上沸點最低的氣體，為零下268.9℃，在超導材料及制冷領域發揮著

關鍵作用，能夠使超導磁鐵維持磁性，保證磁共振設備準確成像，以診斷腦腫瘤、中風、脊髓損

傷、肝臟疾病和癌癥等；還可維持大型粒子加速器的穩定運行，用于物質結構的研究；天文學家

也利用液氦來冷卻探測儀器，以避免熱噪聲的干擾，更準確地接收來自遙遠星系的訊息。

       但我國的氦氣資源又如此稀缺，氦資源在全球范圍內分布極不均衡。美國是氦氣藏量最豐富

的國家，占世界總儲量的40%以上；其次是卡塔爾、阿爾及利亞和俄羅斯。我國氦資源極其稀缺，

據估計氦氣資源總量約11億立方米，其中可直接采收的總量約0.5億立方米，不到全球儲量的0.1%。

我國是用氦大國，需求量居全球第二。從2012年到2022年，我國氦氣年需求量從500萬立方米增

長到約2200萬立方米，但95%依賴進口，國產僅5%。其中從卡塔爾進口量最多，占總進口量的

50%以上。

低溫精餾是當前天然氣提氦的主流技術，其原理是利用天然氣中不同氣體組分的臨界溫度差異而

實現分離，即先將天然氣逐級冷凝到約-190℃獲得純度為70%～90%的粗氦，再進一步通過低溫

精餾將粗氦提純為99.999%的高純氦氣。

將低溫精餾法與膜分離法耦合、低溫精餾法與變壓吸附法耦合等，大幅降低了設備投資費用和分

離能耗。特別是與膜分離技術的耦合顯示了獨特的優勢，膜分離是一種綠色可持續的無相變分離

技術，具有成本低、能效高、占地面積小且操作維護簡單等優點。

低品位天然氣提氦是一項涉及化工、材料、物理等多學科的系統工程，技術突破任重道遠。為此，

需要不斷創新體制機制，加強產學研持續合力攻關，加快實驗室成果的中試及示范。從資源循環

利用的角度看，還要加強使用后氦氣的回收循環利用，需出臺政策法規，加強管理，切實提高氦

氣的回收利用率，為保障我國氦氣資源安全提供有力支撐。