氦气特性、应用范围、需求、资源分布及产量情况如何？

被外资垄断的战略气体，亟待国产化。

1、 战略性“气体黄金”，应用领域广泛

氦气是一种无色、无味的惰性气体，不和气体元素组成化合物，也不溶于金属， 沸点为-269℃。氦气凭借低密度、低溶解度、高导热率、强化学惰性等独特的物理 和化学性质成为国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一，其应 用范围广泛，包括医疗设备、半导体制造、超导性研究、光电子产业、金属加工、 石油化工、制冷系统、泄漏侦测、深海探索以及高精密焊接等关键行业。特别是在 集成电路的生产过程中，氦气作为一种先进的工艺介质，在载气传输、化学气相沉 积、刻蚀过程以及泄漏检测等环节中的消耗量显著，体现了其在高科技制程中不可 或缺的作用。

氦气在低温应用（如核磁共振成像与超导技术）、气氛控制（涉及半导体与液晶 面板生产）、增压与吹洗（用于航空航天领域中的航天器、液体燃料火箭及导弹系统）、 专业材料焊接技术，以及特殊呼吸混合气体（用于深潜活动和潜艇环境）等关键领 域发挥着关键作用。自 2016 年起，随着高科技产业的迅猛发展，氦气的应用范围得 到显著扩展，特别是在半导体制造、光纤技术、以及先进材料焊接等高端制造行业。近年来随着电子行业的发展，氦气在电子半导体领域的应用持续增加。根据 CNCIC 数据测算，2023 年中国用于电子半导体领域的氦气占比约为 30.90%。

全球氦气需求呈现稳步增长态势。2011-2020 年全球氦气需求量较为平稳。近年 来，随着下游电子等行业的发展，氦气在半导体、医疗、电子和光纤、高端材料焊 接等领域的应用持续增加，氦气需求量持续上升，于 2023 年达到 1.79 亿立方米，2021 至 2023 年复合年增长率为 7.46%。根据 USGS 预计，2026 年氦气需求量将达到 2.06 亿立方米，其中中国、印度、日本等亚太地区需求占比会进一步加大。

近两年来，我国对氦气的需求量不断上升。受下游光导纤维、电子领域以及医 用核磁成像的需求增长影响，中投产业研究院预计，2023 年我国氦气行业市场规模 将达到 29.22 亿元，未来五年（2023-2027）年均复合增长率约为 9.76%，2027 年将 达到 42.41 亿元。此外，我国氦气消费量也正在快速增长，2023 年达到 2618 万立方 米，2021 至 2023 年年均复合增长率为 11.18%。

2、 全球氦气资源分布高度集中，我国储量相对匮乏

氦气在空气中含量仅为约 5.2ppmv，目前全世界约 95%的氦供应是作为天然气 加工或液化天然气(LNG)生产的副产品收集，在世界范围内资源相对有限且不可再 生。目前发现的氦气矿床主要有两种：(1)烃类天然气的伴生矿，作为天然气加工或 液化天然气(LNG)生产的副产品生产；(2)位于富氮天然气储层中的氦气田。天然气 源必须含有至少 0.3%的氦，才能被视为潜在的氦源。含氦天然气矿床的形成需具备 3 个条件：(1)花岗岩基底岩石富含铀和钍或存在原始氦源；(2)基底岩石断裂，或发 生脱气作用，为氦提供了逃逸通道或释放途径；(3)多孔沉积岩被不透水的岩盐或硬 石膏封盖。世界上只有少数几个地方具有这种地质条件，因此含氦天然气矿床在全 球分布较为罕见。其次，地下也有一些富含氮的储层，其中氦气的浓度相当高。新 发现表明，北美部分地区具有此类储层较大的氦气开发潜力，储层中氮气含量为 70% 以上，部分高达 90%；其余气体为氦气，少量的二氧化碳和少量的烃类气体。相对 于目前全球从烃类天然气中提取氦，从这类富氮储层中开发和生产氦气将使 CO2 当 量排放量减少约 99%，属于“绿色氦”。国际上最近开始的大多数氦气勘探开发活动 都集中在这种富氮非烃气体上。

全球氦气资源分布极不均匀且高度集中。全球氦气总资源量约为519亿立方米， 主要分布在美国、卡塔尔、俄罗斯、阿尔及利亚等国，其氦气资源量占全球总资源 量的 90%以上。美国是目前世界上最大的氦气资源国，其最重要的两个氦源分别位于德克萨斯州、俄克拉荷马州和堪萨斯州中部大陆 Hugoton Panhandle 气田，以及怀 俄明州西南部的 Riley Ridge 气田。其他氦源包括位于怀俄明州的 Rands Butte 和位于 亚利桑那州的St John's气田等；卡塔尔的北部气田是世界上最大的非伴生天然气田。 尽管氦气含量较低，但储层规模较大，具有较大的氦气资源规模；阿尔及利亚的氦 气来自 Hassi R’Mel 气田生产液化天然气(LNG)的副产品，该气田占阿尔及利亚天 然气出口量的 60%；俄罗斯的氦气资源大部分集中在东西伯利亚和远东地区。

中国氦气资源勘查起步晚、程度低，且氦气资源分布较分散，氦气资源开采难 度较大。目前，全球范围内已探明的具有工业开发利用价值且具有较大规模储量的 富氦天然气藏均位于板内及边缘隆起带上。中国西部塔里木、四川、鄂尔多斯、柴 达木等大型叠合盆地边缘隆起发育，已发现多个富氦天然气藏，具有广阔的勘探前 景。虽然中国氦气丰度较高，但规模小，资源潜力有限。此外，中国的氦气多为油 气同源氦，存在深层藏气，使氦气资源的开采难度和成本较高中。

目前全球氦气供应集中在少数几个国家，我国进口依赖严重。根据 USGS 的统计数据，2022 年全球氦气总产量为 1.6 亿 m3，美国目前是最大的氦气生产国，氦气 产能主要来源于 Cliffside 油田以及从天然气中提取。卡塔尔产量位居世界第二，阿 尔及利亚、俄罗斯、澳大利亚等国也是世界主要氦气生产国。美国和卡塔尔合计产 能占全球总产量 84%，而中国仅占约 0.63%，产量极低，进口依赖严重。