國內(nèi)氦氣市場競爭格局與長期安全供應(yīng)保障應(yīng)對策略分析

王勻

（中國電子科技集團公司第三十八研究所，安徽 合肥 230031）

氦氣（He）是一種稀缺的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，因其稀少而珍貴，故有“黃金氣”之說。雖然150 年前法國天文學(xué)家Jules Janssen 就在一次日全食中首次發(fā)現(xiàn)了稀有氣體——氦氣（helium，意為希臘語“太陽”），但由于空氣中氦氣含量只有百萬分之五，直到上世紀(jì)中葉天然氣提氦工藝技術(shù)成熟后氦氣才得以廣泛應(yīng)用。

一、常用制備方法

氦是放射性衰變的產(chǎn)物，僅在少部分天然氣中有較高濃度存在。當(dāng)前，世界上消費的氦氣主要來自含氦天然氣，天然氣提氦是當(dāng)前商業(yè)氦獲取的唯一來源。近些年，隨著液化天然氣（LNG）產(chǎn)業(yè)的興起，氦氣可在LNG 的尾氣中富集提取，進一步減少了氦氣的提取成本。天然氣提氦氣工藝有低溫冷凝法與非低溫冷凝法之分，低溫冷凝法是目前各國從天然氣中提氦所廣泛采用的方法。通常包括氣源預(yù)處理凈化、粗氦提取及氦氣精制等工序構(gòu)成[2]。

二、氦氣資源全球分布情況

氦（He）在宇宙中的含量占24%，是僅次于氫的第二豐富的元素，但地球所含的氦為放射性衰變產(chǎn)物，資源很有限，只在少部分鈾礦附近的天然氣中有較高濃度存在，而且由于氦核較輕，導(dǎo)致地球的引力難以束縛它，氦氣一旦進入大氣層，就會飄逸到太空的真空中，隨著太陽風(fēng)一起被吹走，而從地球上消失。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（BLM）2016 年的報告，目前已探明的全球氦氣資源約為519 億立方米，且分布極不均勻。美國、阿爾及利亞、卡塔爾、俄羅斯和波蘭（俗稱“氦五國”）擁有占世界88%的氦氣資源，具體全球氦氣資源量分布如下：美國206 億立方米，卡塔爾101 億立方米，阿爾及利亞82 億立方米，俄羅斯68 億立方米，波蘭26 億立方米，加拿大20 億立方米，中國11 億立方米，其他國家31 億立方米[3]。

三、市場競爭格局

（一）國際氦氣生產(chǎn)與市場競爭格局

1.氦氣生產(chǎn)供應(yīng)情況。2018 年，全世界生產(chǎn)了約1.5 億m3 的A 級氦，其中美國占0.9 億m3，卡塔爾生產(chǎn)0.5 億m3，其余大部分為俄羅斯和波蘭生產(chǎn)。美國氦氣資源非常豐富，也是世界上最主要的氦氣生產(chǎn)國，年產(chǎn)A 級氦（純度99.995%以上）占世界總產(chǎn)量的50%以上，其中1/3（約3000 萬m3）在國際市場銷售。美國的氦氣銷售大部分由美國聯(lián)邦土地管理局BLM 通過拍賣形式進行掌控。美國國會在1925 年就建立了國家氦儲量，2007年，美國將氦氣裁定為戰(zhàn)略物資從而限制粗氦產(chǎn)量。2018年9月，美國BLM 在德克薩斯州阿馬里洛召開2019 財年的聯(lián)邦儲備粗氦拍賣會，由于受最低庫存水平的限制，引發(fā)當(dāng)年的出售量比近些年來都少（拍賣總量僅為345 百萬標(biāo)準(zhǔn)立方英尺，比上一年900 百萬標(biāo)準(zhǔn)立方英尺大幅下降），從而導(dǎo)致拍賣價從2018 年的平均119.31 美元/千標(biāo)準(zhǔn)立方英尺上漲到160.64 美元/千標(biāo)準(zhǔn)立方英尺，價格上漲35%[4]。近年隨著波斯灣新探明的大型天然氣田的開采，卡塔爾每年氦產(chǎn)量已躍居全球第二，近幾年的氦氣年生產(chǎn)量約0.5 億方，占到全球總產(chǎn)量的30%；阿爾及利亞的氦氣田主要集中在地中海沿岸，年產(chǎn)量為1699 萬方；俄羅斯也是氦氣的主要生產(chǎn)國，東西伯利亞地區(qū)和薩哈共和國的15 個高產(chǎn)氣田，年產(chǎn)氦氣約為560 萬方。

2.氦氣市場競爭格局。當(dāng)今世界形成了國際氣體行業(yè)的兩大三小五個巨無霸企業(yè)，雄霸國際氣體市場。排名第一的是今年10 月剛完成對等合并的德國林德Linde 與美國普萊克斯Praxair 聯(lián)合體，第二大公司是法國法液空Air Liquide，三小公司分別是美國空氣化工公司APCI、德國梅塞爾Messer 和日本大陽日酸Taiyo Nippon Sanso，五大公司合計全球份額達到94%（2014 年數(shù)據(jù)）。由于需要建造和維護昂貴的氣體生產(chǎn)裝置和廣泛的管道基礎(chǔ)設(shè)施，工業(yè)氣體的生產(chǎn)是資本密集型業(yè)務(wù)，在這項業(yè)務(wù)中保持競爭力所需的大量資本支出是新供應(yīng)商進入的主要障礙，五大公司基本壟斷了國際工業(yè)氣體的生產(chǎn)與供應(yīng)，其他廠家基本只能作為二級供應(yīng)商寄托于這五大公司維持生存。國際市場氦氣的生產(chǎn)和銷售大部分被五大跨國公司壟斷，據(jù)美國Intelligas 咨詢公司的數(shù)據(jù)，2017年全球氦氣市場規(guī)模為1.5 億方（約550 萬立方英尺），美洲市場占有40%的市場份額，亞洲市場占有約30%的市場份額，而中國是最強勁的增長引擎，每年以10-12%的年均復(fù)合增長率在增長。

（二）中國氦氣生產(chǎn)與市場競爭格局

1.中國氦氣生產(chǎn)供應(yīng)情況。中國為貧氦國家，氦氣資源貧乏，含量較低，提取難度大、成本較高。中國目前主要有2 個氦源氣田，位于四川盆地的威遠(yuǎn)氣田是首個實現(xiàn)氦氣商業(yè)化利用的氣田，氦含量平均為0.2%，另外陜西渭河盆地探明的氦氣資源含量達到了0.8-1.2%，有豐富的水溶氦氣可供開采。四川威遠(yuǎn)氣田，2012 年在四川省榮縣東興場鎮(zhèn)新建成一套天然氣提氦裝置，該裝置設(shè)計日處理天然氣40 萬m3，其中氦含量0.18%，年產(chǎn)純氦約21 萬m3。產(chǎn)品的粗氦純度90%～95%，粗氦經(jīng)過氦氣純化精制后，生產(chǎn)出純度99.999%～99.9999%的產(chǎn)品供應(yīng)用戶。在“十二五”期間，成化總廠將氦儲存能力從2 萬m3 提高到8 萬m3，氦精制產(chǎn)能達到30 萬m3。

2.中國氦氣市場競爭格局。隨著國內(nèi)半導(dǎo)體、光纖等行業(yè)的飛速發(fā)展，中國已成為當(dāng)前國際氦氣市場增長的主要推動力，從2010 年以來需求年增長率約為10-12%，2017 年達到2160 萬方的市場規(guī)模，約占全球氦產(chǎn)量的15%；根據(jù)Matheson Tri-Gas 全球氦氣公司副總裁Steve Eckhardt 的預(yù)計，未來中國的氦氣需求量增長仍將強勁、快速，預(yù)計每年增長5-8%，年增長率約為40-60 MMCF。同國際氦氣市場供應(yīng)情況相似，中國的一級氦氣市場基本也由五大跨國公司壟斷。五大氣體巨頭都很重視中國業(yè)務(wù)，其中林德-普萊克斯氣體的中國業(yè)務(wù)總量最大，占到集團整體的8%，APCI 的中國業(yè)務(wù)量占比最高，而且保持著相對較高的增長速度。

3.當(dāng)前國內(nèi)氦氣市場供應(yīng)狀況。國內(nèi)威遠(yuǎn)和渭河氣田每年生產(chǎn)的氦氣不超過30 萬方，僅能滿足少量軍用重要用戶的需要。伴隨著國內(nèi)經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，各行各業(yè)對氦氣的需求量逐年增加。面對近年來氦氣需求量的增大，受制于國內(nèi)氦氣資源的匱乏，國內(nèi)氦氣消費主要依賴進口，氦氣供應(yīng)嚴(yán)重受制于人。2018 年9 月以來，氦氣市場現(xiàn)多重利好，支撐市場價格大幅上揚。首先美國BLM 宣布其2019 財年的發(fā)行價為160 美元/千立方英尺，相比之前119 美元/千立方英尺增加了56 美元，提高了整個全球氦供應(yīng)鏈的成本。隨后AP 宣布從2019 年9 月12 日后，上調(diào)所有含氦產(chǎn)品單價，均上漲70%。此消息一出，市場陷入恐慌，中間貿(mào)易商出現(xiàn)囤貨待市，進口企業(yè)則收緊二級銷售的分銷渠道；同時，由于大陽日酸計劃在9 月到港的液槽延后，導(dǎo)致多家分銷商貨源緊缺，市場緊張情緒進一步蔓延。另國務(wù)院關(guān)稅稅則委員會決定對原產(chǎn)于美國的5207個稅目、約600 億美元商品，加征10%或5%的關(guān)稅，自2018 年9 月24日12 時01 分起實施。自美國進口氦氣關(guān)稅將上漲5%，這也進一步提升了氦氣進口成本。綜合上述的多重因素疊加導(dǎo)致當(dāng)前國內(nèi)氦氣市場貨源緊缺，氦氣市場大幅上漲。2019 年9 月上旬自AP 調(diào)價以來，國內(nèi)氦氣市場價格開始上升，林德、法液空等進口企業(yè)多以保證終端為主，收緊分銷貨源，中間貿(mào)易商拿貨出現(xiàn)困難，也以維持老客戶為主，市場呈現(xiàn)一“氣”難求局面。

四、應(yīng)對策略

（一）長期應(yīng)對之策

氦氣在航天發(fā)射、導(dǎo)彈武器工業(yè)、低溫超導(dǎo)研究、半導(dǎo)體生產(chǎn)等方面具有重要用途。對我國來說，下一代的超導(dǎo)技術(shù)、新一代運載火箭、核潛艇、浮空平臺等應(yīng)用，氦氣資源是重要的保障。但在國際市場，美國占據(jù)全球一半的氦氣生產(chǎn)量，導(dǎo)致美國有很強勢的氦氣主導(dǎo)權(quán)。雖然我國關(guān)鍵科研領(lǐng)域用氦已經(jīng)擺脫完全依靠進口的狀態(tài)，但面對國外氣體巨頭的市場壟斷，國內(nèi)相關(guān)應(yīng)用仍然面臨巨大的用氣壓力。昂貴的氦氣價格，使許多裝備的正常工作難以開展，隨著國際形勢的變化，未來氦氣的進口將更加受制于人。同時，由于氦氣的無可取代，若不考慮氦氣的回收利用，按照當(dāng)前的氦氣消耗速度，全球的氦儲量僅夠200～300 年的使用。因此，為應(yīng)對稀缺，早在六十年代，美國一直就在德克薩斯州阿馬里洛布什丘的地下水庫進行氦氣的儲備，至上世界七十年代，就已儲存了12 億方的國家氦氣儲備。因此，針對氦氣未來供應(yīng)的不確定性，在循環(huán)利用有限氦氣資源的同時，研究開發(fā)先進的天然氣提氦技術(shù)加大國產(chǎn)氦氣產(chǎn)量，未雨綢繆的建立國家氦氣供應(yīng)與儲備，對于提高氦氣生產(chǎn)的經(jīng)濟性、保障國家用氦安全和促進我國天然氣提氦工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

（二）當(dāng)前應(yīng)對之策

面對當(dāng)前市場氦氣供應(yīng)短缺、價格飛漲的形勢，尋求能夠提供安全穩(wěn)定供應(yīng)的生產(chǎn)商是當(dāng)務(wù)之急，應(yīng)從開展市場調(diào)研工作入手，尋求氦氣的多元化供應(yīng)和安全長期的穩(wěn)定供應(yīng)。同時從中國國情出發(fā)，針對性地建立國家性質(zhì)的氦氣保障體制，降低國際氦氣貿(mào)易市場波動對我國正常經(jīng)濟活動、科研生產(chǎn)及火箭發(fā)射等重要任務(wù)的影響，保障國家的戰(zhàn)略安全。