氦資源面臨枯竭，東京迪士尼樂園停售氦氣球

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【日經BP社報導】氦氣（He）資源處於短缺狀態。2012年11月東京迪士尼樂園停售填充氦氣的氣球，而且銷售氣體的企業也紛紛被迫暫停供應氦氣。這些情況均是由氦氣難以穩定採購造成的。全球氦氣儲量中，可用現有技術生產的約有70億m3。如果繼續按照目前的速度消費，25年後氦氣就會被消耗殆盡。如果不大幅減少消費量，並趕在枯竭前開發出新的生產技術，氦很快就會被消耗完。下面是對氦氣進行的調查。


用於光纖及半導體製造

氦氣作為工業氣體的特點是，因其性質特殊，所以在很多用途中難以用其他原料替代，而且其供給源也有限。從這一意義來說，儘管氦是自然界中僅次於氫的含量第二多的元素，但仍與稀土一樣面臨供應吃緊的危險。

氦氣的特殊性質之一是其沸點約為－269℃，是已知的沸點最低的物質。此外氦氣還具有比熱大、導熱率高的特點，可用於冷卻用途。比如，在光纖製造程序中，可用於冷卻熔融成型的玻璃，在半導體製造的濺鍍程序中，可用於冷卻高溫的矽晶圓。而且，在利用超導線圈的MRI（核磁共振成像）設備及MEG（腦磁儀）等醫療設備中，氦氣也不可或缺。另外，氦氣的分子量較小，而且與氫氣不同，具有惰性、十分穩定，因此填充到氣球中也很安全。此外其分子直徑也很小，因此還廣泛用於氣密性檢查方面的用途。此外，吸入氦氣後，人的聲音還會變成和「唐老鴨」一樣，這是因為聲音在氦氣環境下比在空氣中傳播速度更快。

僅以冷卻為目的的用途方面，可用氮氣替代氦氣，僅利用惰性氣體的用途方面可用氬氣代替。不過，在利用氦氣多種特性的光纖及半導體製造等用途中，卻很難有其他替代原料。


無法從空氣中提取

氦氣通常是從含量比例較高的天然氣中提取。雖然天然氣田為數眾多，但能開採出氦氣的氣田沒有大幅增加的傾向。原因是，能夠以合算的成本提取氦的氣田有限。最近大力開採的頁岩氣田也無法提取氦氣。另外，以前市場投放量較寬裕的庫存也開始見底。身為主要生產國的美國在1960年代將氦氣作為軍用戰略物質大量儲備，之後美國轉變方針，從1990年代開始長期向民間提供，但這也將在2015年結束。

由於氦氣難以被其他氣體替代，因此存在穩定的需求，新興市場國家的需求在不斷增加，而氦氣的供應卻一直處於有限的狀態，尤其是2000年代後半期起，陷入了供需關係結構性吃緊狀態。在這種情況下，主力生產工廠的定期維護時間拉長，導致2012年11～12月陷入氦氣嚴重供應不足的狀況。另外，這一時期之前，頁岩氣開採增加，天然氣需求隨之下降，也是影響因素之一。最近日本的氦氣平均進口價格已經達到了2000年代前半期供需較穩定時期的兩倍。

不過，在2013年下半年，氦氣嚴重不足的情況至少在日本有望消解，原因是需求方開始將採購地向美國以外的地區擴大。比如，岩谷產業獲得了從2013年起的20年間每年進口800萬米3氦氣的權益。800m3相當於2010年日本全國的進口量（與日本國內消費量相當）的60％。


利用氦氣迴圈裝置使消費量減至1/100

另外，氦氣用戶也開始採取大幅減少消費量的手段。東京大學研究所新領域創成科學研究科教授武田常廣為了使用MEG開展研究，使用了由其本人擔任董事長的風險企業FTI（Frontier Technology Institute Inc.）開發的氦氣迴圈裝置。該裝置只有對嵌入迴圈裝置的冷卻裝置進行每年一次的維護時才需要加入氦氣。FTI為該迴圈裝置新開發了濾網，可以去除造成冷卻裝置堵塞的雜質，大幅延長了維護週期。並且還新開發了隔熱管，這樣一來，即使為防止給MEG帶來噪音而將冷卻裝置設置在距離MEG數米遠的場所時，運送氦氣時其溫度幾乎不會上升。據介紹，採用該迴圈裝置可使氦氣的消費量減少到使用一次性冷媒時的1/100。

數十年後，有望出現新的氦氣生產技術。其中之一就是從含有微量氦氣的空氣中提取氦氣的方法。大氣中的氦氣濃度只有0.0005％左右，大幅低於天然氣中的氦氣濃度（目前的盈虧平衡點為0.3％以上）。目前從空氣提取氦氣的方法在成本上不合算，未能實用化。另外還有一種利用核合成反應來生產氦氣的方法。核合成法實用化後，就會以副產物形式生成氦氣。不過，與製造出的能源相比，生成的氦氣較少，可能不適合大量生產氦氣的目的。因此，今後還需要開發新的技術，使程序比現有提取方法複雜的新方法降低成本。（記者：三宅常之，Tech-On！）

http://big5.nikkeibp.com.cn/news/econ/64711-20130215.html?ref=ML&limitstart=0

等待新技術出現.