氦气，一种无色、无臭、无味、无毒的惰性单原子气体，在地球上的含量极少，是不可再生的稀

有气体资源。

同时，氦气也是关乎国家安全和经济命脉的战略性资源，在众多领域中都发挥着不可替代的作用。

在高端装备制造中的半导体、液晶显示器和光纤领域用量最大，其次是医用核磁成像及低温超导

设备、高端装备的气密性检查、超流体材料制备等领域。

我国对氦气需求量巨大，对外依存度超过95%。由于我国氦气藏品位低，且天然气是氦气唯一的

工业化来源，提取技术尚不成熟，经济性较低。在中国科协公布的2022十大工程技术难题中，由

中国科学院院士、中国科学院过程工程研究所所长、河南大学校长张锁江牵头提出的如何从低品

位含氦天然气中提取氦气问题在列。

“研发面向低品位含氦天然气的低成本提取技术，开展提氦工程示范，对于提升我国对氦资源的利

用率、降低氦气对外依存度、保障我国用氦安全具有重大战略意义。”

       氦气如此重要，它是地球上沸点最低的气体，为零下268.9℃，在超导材料及制冷领域发挥着

关键作用，能够使超导磁铁维持磁性，保证磁共振设备准确成像，以诊断脑肿瘤、中风、脊髓损

伤、肝脏疾病和癌症等；还可维持大型粒子加速器的稳定运行，用于物质结构的研究；天文学家

也利用液氦来冷却探测仪器，以避免热噪声的干扰，更准确地接收来自遥远星系的讯息。

       但我国的氦气资源又如此稀缺，氦资源在全球范围内分布极不均衡。美国是氦气藏量最丰富

的国家，占世界总储量的40%以上；其次是卡塔尔、阿尔及利亚和俄罗斯。我国氦资源极其稀缺，

据估计氦气资源总量约11亿立方米，其中可直接采收的总量约0.5亿立方米，不到全球储量的0.1%。

我国是用氦大国，需求量居全球第二。从2012年到2022年，我国氦气年需求量从500万立方米增

长到约2200万立方米，但95%依赖进口，国产仅5%。其中从卡塔尔进口量最多，占总进口量的

50%以上。

低温精馏是当前天然气提氦的主流技术，其原理是利用天然气中不同气体组分的临界温度差异而

实现分离，即先将天然气逐级冷凝到约-190℃获得纯度为70%～90%的粗氦，再进一步通过低温

精馏将粗氦提纯为99.999%的高纯氦气。

将低温精馏法与膜分离法耦合、低温精馏法与变压吸附法耦合等，大幅降低了设备投资费用和分

离能耗。特别是与膜分离技术的耦合显示了独特的优势，膜分离是一种绿色可持续的无相变分离

技术，具有成本低、能效高、占地面积小且操作维护简单等优点。

低品位天然气提氦是一项涉及化工、材料、物理等多学科的系统工程，技术突破任重道远。为此，

需要不断创新体制机制，加强产学研持续合力攻关，加快实验室成果的中试及示范。从资源循环

利用的角度看，还要加强使用后氦气的回收循环利用，需出台政策法规，加强管理，切实提高氦

气的回收利用率，为保障我国氦气资源安全提供有力支撑。