F22击落中国科考气球：中国氦气战略储备，面临美国断供威胁

图：F-22击落了进入美国领空的中国浮空器

在最近的中美浮空器争端中，短期内对于中国冲击最大的影响在于氦气的进口会遭遇到严重的困难；除了气球、飞艇等浮空器外，大量必须使用氦气的医疗设备、科研和高端制造业项目，都会遭到严重的冲击。

实际上近年来中美关系不断恶化后，就经常有高端制造业的朋友诉苦，说是检测用的进口氦又被美国暂停出口了。 

坦桑尼亚的氦气生产商曾在疫情前宣称若进度顺利则能在2021年前后投产，但至今没有看到投产的相关新闻。

在2016年坦桑尼亚的超巨型氦气田发现之前，美国占据全世界40%的氦气资源，72%的产能，40%的消费市场。从哪个方面来说，它都是世界氦资源的垄断者，中国使用的氦气也主要是从美国进口。

而从2007年开始，美国将氦气核定为战略储备资源，限制氦气产量，一度使氦气价格飙升5倍。

图：美军的JLENS系留式飞艇，高度在3000米，能连续运行30天，能引导防空导弹攻击来袭的巡航导弹。现代飞艇出于安全性考虑，不能用氢气，只能用氦。

而美国限制氦产量、实施定额配给以后，中国遭受到的影响最大——近年来中国每年的氦需求年平均增长都达到16%甚至更高。美国出口中国的氦气，同样也被明确限制授权，不得应用于军事领域。

图：氦原子结构

面对这种现状，我们可以提出三个问题：首先，氦气有什么用？其次，中国自己有多少氦资源？最后，中国要从坦桑尼亚获得氦气资源，需要哪些努力？

第一个问题：氦是惰性气体，沸点仅有-268.9℃（4.5K），距离绝对零度（-273.15℃，也是开尔文温度标的零点——0K）。这决定了氦在制冷上拥有无可取代的性质，是4.2K至接近绝对零度区域的极低温研究、以及大量需要高性能冷却（比如存在超导需求）的设备运行所不可或缺的条件。

图：粒子加速器

除了常见的核磁共振成像——这个距离大众是最紧密的，其他的如波谱仪超导磁体、粒子加速器的超导磁体、射频超导加速器的加速腔浸泡、热核聚变反应堆的传输介质等等，都需要用到氦气。除了这些科研和医疗设备以外，硅、锗晶体生产制造、高性能真空设备制造也非常依赖氦。

图：IRTS

即使是在太空里，氦也非常重要。比如日本在1995年发射的红外天文卫星IRTS，4种焦平面仪器全部要求冷却到2K温度以下；FIRP探头更是要求0.25K以下温度才能正常工作，这都是必须采用超流氦冷却系统才能达到的工作环境。

而我国直到去年才发射了第一颗天文卫星，而且是采用的X射线；这其中虽然有航天红外器材和超流氦冷却系统研制能力上的欠缺，但是中国缺氦、以至于长期以来不愿意投入这方面的研究也是重要原因。

图：四川威远气田

第二个问题：中国本土的氦资源很少，以前只占全球的0.1-0.2%，坦桑尼亚的巨型氦资源发现以后，这个比例就更低了。而建国后，中国本土的氦都是从四川威远气田的天然气中分离的，但该氦资源早已接近枯竭并一度停产。

2004年以来，陕西渭河盆地发现了含氦量很高的天然气田。根据2016年3月国家地质调查局的公开论文，目前有多家高校、研究所和企业参与探测和研究评估，但是对于到底有多少氦、每年能生产多少，目前还没有得到统一的认识和结论。

图：坦桑尼亚是联合国划分的全世界最不发达国家之一

第三个问题：从技术上讲，氦气的高效生产对于设备和工艺的要求不低，这是坦桑尼亚这样的世界最不发达国家所自己承担不了的；因此坦桑尼亚的大规模氦气生产，必然需要外资负责生产设施的建设和维护使用。换句话说，中国必须要在坦桑尼亚建立中资的氦气生产企业。

从政治关系上讲，中国和坦桑尼亚关系在以前算比较不错，但是坦桑尼亚同时受美英影响也很大——它是英联邦成员国家，美国也是它最大的投资国和债主国。

因此在氦气资源出口方面，中国要从坦桑尼亚大量获取资源，很可能还要面临美国的阻挠干涉，具体到什么程度目前还无法判断。

尤其是近年来，中国在外交上遭遇了很大的困难；亚洲、非洲、拉丁美洲很多传统上的友好国家，都在和中国拉开距离。中国要和坦桑尼亚之间形成长期稳定的氦气战略供应体系，要面临的难度很可能是2018年之前无法想象的。