발표 시간: 2020-09-02 11:43 조회 수:회
1. 헬륨 가스의 기본적인 특성 과 용도
헬륨 가스는 매우 많은특수한 물리 와 화학적 성질을 가지는데 가장 큰 특징은 아주 낮은 비등점 4.2K (- 268.9 ℃) 를 가지고 일부 재료는 이 온도에서 많은특수한 성질을 가진다. 예를들어 초전도, 가장 큰응용은 자기공명 NMR 과 의료용 자기공명 이미지를 형성하는 MRI 이다.헬륨 가스 분자는 매우 작고 매우 가벼우 며 매우 높은비열 과 열전도성능을 가지고 기구, 비행선, 누전 검사, 기체 냉각 등 응용분야에 널리활용 된다.그 다음으로 헬륨 가스는 화학적 타성이 강해서 가스를 싣는용도 로 사용되고 반도체 와 분석검 측 업계에 응용된다.그밖에 헬륨은 첨단 과학 연구 와 핵물리 분야에서 대체할 수 없는 역할 도 많이 한다.한 마디 로 하면 헬륨 가스는 매우 소중한 재생 불능 자원 으로 매우 많은 독특한 특성을 가지고 응용 분야가 넓으며 일부분야에 대해 절대적 으로 대체할 수 없다.U. S. Geological Survey (USGS) 데이터에 따르면 2017년 헬륨 가스는 응용 분야에 따라 다음 과 같이 분배 되었다.
2. 헬륨 가스 자원 의 분포
헬륨 가스는 우주에서 수소에 버금가는 주요한 구성 가스 중의 하나 이다. 그러나 매우 애석하게 도 헬륨 가스는 공기 중의 함량이 매우 낮고 약 5 x 10 - 6 (5ppmv) 에 불과 하 다. 주로 천연가스에 존재하는데 함량이 높은것은 몇% 이고 낮은것은 만분의 몇밖에 안 된다. 미국 천연 가스전에서 가장 많은함량은 8%에 달한다.헬륨 가스 의 전세계적인 분포 가 매우 불균형하다. 미국의 헬륨 가스 저장량 과 생산량은 전세계에서 1위를 차지하고 그 다음은 카타르, 알제리, 러시아, 캐나다, 폴란드, 호주 와 중국등 이다.비록 중국의 저장량이 비교적 많지만 중국의 천연 가스는 헬륨 가스 의 함량이 보통 만분의 몇 밖에 안된다. 극소수 가스전에 만 1000분의몇의 함량이 있기 때문에 중국의 천연 가스 밭 에서 헬륨 가스를 추출하는것은 경제적이지 않다. 국내에서 사용하는헬륨가스는 모두 외국에서 수입한다. 예를들어 미국, 카타르, 알제리 와 러시아 등 이다.
헬륨 가스는 매우 전형적인 재생불능 자원 이다. 영국의 (데일리메일)에 따르면 전세계 헬륨 가스 자원이25 ~ 30 년안에 소진될것이 라고 보도했다. 1996 년도의 노베 물리학상 수상자인 로버트리차드슨 교수는 헬륨 가스 가격이 20 ~ 50 배올라 사용자들이 순환적 으로 사용하기를 원하게 해야 한다고 주장 했다.
3. 헬륨 가스 시장 과 가격 결정 체제
헬륨 가스는 서로 다른 품질등급을 가지기 때문에 세가지 로나눌 수 있다.헬륨: 헬륨 가스를 포함한 부피 점수는 50% ~ 95% 이고 평균70%의 헬륨 가스를 함유하고 있다. A 급 헬륨은 순도가 4N 7 (99.97% vol) 이상 의 헬륨 가스를 말한다. 미국 본토A급 헬륨의 가격은 보통헬륨 보다 1 ~ 2 배 높다. 전자급 헬륨: 순도 가 5N (99.99% vol) 이상인 헬륨 가스를 말한다. 1일반적으로 단말 고객을 직접 공급 하는것은 고객 의 장소, 용량 과 불순물 의 요구등 차이 로 인해 제품의 가격범위가 넓고 최고 A 급 헬륨의 몇배에달 할 수 있다.
미국은 가장큰헬륨 가스 생산 과 수출국 이자 최초 (1 전시) 헬륨 가스 의 커 다란가치를 인식한 국가이기 때문에 여러 차례 개혁을 거쳐 전세계 헬륨 가스 의 시장 과 가격을 통제했다.2007 년에 미국은 헬륨 가스를 전략적 비축 자원 으로 정하고 헬륨 의 생산량을 통제 함으로써 전세계 헬륨 가스 가급격 히 증가했고 가장 높을때 헬륨 300위안 / L (헬륨 가스를 약 430 위안 / Nm3)에 달했다.2011년에 미국 국토 자원국 (Bureau of Land Management, BLM)은 헬륨의 최저가격 공식에 부집합 인자 (Enrichment Factor) 를 추가 했 는데 이요소는 가격 지렛대를 통해 헬륨의 회수 와 생산을 권장 했다. 2013 년 공식에 보호인자 (Conservation Factor) 를 추가 하여 재생 불능자원의 손실을 나타냈다.이에따라 2011 ~ 201년 공개시장에서 판매가격이 크게 올 랐다.2018년 9 월 1 일에 공기 화학 공업이 BLM에 찍은가격이 135%올랐 다. 2019 년에 접어들면서 헬륨 가스 가격이 다시 폭등했다. 2018년에 비해 1 월 의 가격이 두배로 올랐고 헬륨 가스 가격은 200 위안 / Nm 3 를 넘었으 며 심지어 300 위안 / Nm 3 를 넘었다. 현재는 헬륨은 대형 과 협의 구매에 관한 공급만 할 수 있다.현재의 상황을 보면 추후약율이 계속 오르고 있는데 분명한 것은 2019년에 헬륨 가스 가격이 높은 수준에 있을것 이다.
아래표 U. S. Geological Survey (USGS) 데이터는 2000년 부터 지금까지 미국 시장의 구체적인 상황 (단위는만 Nm 3 이고 부피계산 기준은 101.35KPa (14.696 psia) @ 15 ℃) 이다.표에서 보듯이 미국 연방 재고는 해마다 줄어들고 머지않아 소진될것 이다.두번째 로 헬륨 가스 공급 국인 카타르는 외교적인 풍파 와 전력 공급 부족 으로 인해전 세계 헬륨 가스 의 공급에 영향을 주었다. 헬륨 가스의 가격이 높은 수준을 유지하고 하락 할 확률이 크지 않을것 이라고 예측 할 수 있다.
세계수요량에 있어 Chemicalls Technology는 2020 년에 전세계 수요는 22700만 Nm3 이고 러시아 Gazprom VNIIGAZ 연구소는 2030년에 세계 헬륨 수요가 23800 만 ~ 31200 만 Nm3 에이를것 이라고 예측 했다.미국은 전 세계에서 제일 큰헬륨 가스 사용국 이었으나 NMR / MRI, 반도체, 광섬유 산업의 급속한 발전에 따라 현재 아시아 태평양 지역은전 세계에서 수요가 가장 빨리 증가 하는 지역 이다. Intelligas에 따르면 2017년까지 아시아 태평양 지역은전 세계에서 35% 의 사용량을 차지 했고 5900 만 Nm3 에 달 했다. 그중에서 중국은 가장 강력한 성장 엔진 으로 2160 만 Nm3 의 시장 규모를 달성 했다.1.반도체 산업은 중국에서 제일 큰전략 산업이 되었고 앞으로 도 신속히 발전할것 이다. 헬륨 가스에 대한 사용량 도 이에 따라 증가 하고 해마다 5 ~ 10%정도 의 수요가 증가 할것 으로 예상된다.
4. 헬륨 가스의 공급위험
국내 헬륨 가스의 공급은 거의 국제 수입에 의존하기 때문에 헬륨 가스의 가격이 지속적 으로 오르고 경제적인 대가가 높으며 심지어 가장 심각한것은 헬륨 가스를 사용 할 수 있다.헬륨 가스는 재생이 불가능한 자원이기 때문에 경제로만 고려해서는 안된다.헬륨 가스는 저온, 초전도, 우주, 핵물리, 반도체 와 첨단 과학 연구 분야에서 대체할 수 없기 때문에 헬륨 가스의 안정적인 공급이 특히 중요하다.중미 무역 충돌이 지속 되 거나 계속 업그레이드 되면서 헬륨 가스의 절약, 재활용을 중시하고 심지어 헬륨 가스의 대체 기술 을 모색하여 관련 산업 과 사업의 안정적인 발전을 확보 해야 한다.
