我们正在耗尽氦气，而Helium One可能有解决方案 - 彭博社

研究生卡里姆·姆提利（右）在坦桑尼亚伊图姆布拉收集气体样本。

摄影师：阿德里安·奥哈尼安为《彭博商业周刊》拍摄如果乔什·布鲁特和他的朋友托马斯·亚伯拉罕-詹姆斯在公路旅行中没有聊到无话可说，他们可能永远不会读到那六页改变他们生活的内容。布鲁特和亚伯拉罕-詹姆斯是澳大利亚地质学家，曾是布里斯班的室友，他们一直在为矿业和能源公司寻找贵金属和化石燃料。到2013年11月，亚伯拉罕-詹姆斯住在坦桑尼亚，寻找黄金和铜，并邀请布鲁特来访。“我过得很愉快——这是真正的探索，”亚伯拉罕-詹姆斯回忆道。“我告诉他，‘你一定要来体验这个地方。’”

在从达累斯萨拉姆市到亚伯拉罕-詹姆斯公司勘探黄金的一个地点的漫长车程中，布鲁特在车后座发现了一本政府出版的书，坦桑尼亚工业矿产：投资者指南。书中总结了识别全国各地矿藏的旧报告，其中一些关于氦气的数字引起了布鲁特的注意。几年前，他在为雇主进行地质分析时，获得了一些发现宇宙中第二丰富元素的经验，而这种元素最近在地球上供应不足。

特色在于彭博商业周刊，2019年9月2日。立即订阅。摄影师：Tommy Trenchard（霓虹灯），Shawn Records（钠），Christie Hemm Klok（铍），Carlotta Cardana（黄金）和Kiliii Yuyan（钕）为彭博商业周刊人类的大部分氦气来自美国和卡塔尔，技术或政治因素几乎可以在一夜之间严重限制市场。氦是一种无色、无味的气体，可以在地下水、盐水和湖泊中被困；在矿石、煤层和天然气田中；以及在热带海洋的沉积物或冰层中。但它如此轻盈，以至于难以捉摸。如果不被紧密封闭，它不仅会逃离容器，还会逃离地球的大气层。回收是可能的，但很困难。就所有意图和目的而言，氦是一种不可再生资源，对各种工程师和研究科学家来说，正变得越来越有价值。而且没有人曾经为了氦本身而提取氦。

在一个典型的矿井中，氦气可以从与甲烷和其他气体一起结合中盈利地分离，氦的浓度约为2%。根据投资者指南，坦桑尼亚西南部的温泉喷出的气体中含有5%到15%的氦。“我以为有人写错了，”Bluett说，“小数点的位置错了或者其他什么。”如果数字是正确的，他和他的前室友发现的东西比金矿还要好。

“在那时我们说，‘忘掉黄金，去首都的地质调查局找原始报告，’”Abraham-James说。在多多马的一栋低矮建筑中，铁丝网围栏上方覆盖着刺铁丝，他们翻出了1956年英国地质学家T.C. James的一篇论文。他分析了坦桑尼亚周围自然存在的气体，当时坦桑尼亚是一个被称为坦噶尼喀的英国领土，发现该国温泉中的氦浓度高达17.9%。

不久之后，亚伯拉罕-詹姆斯向他的雇主提议进行坦桑尼亚氦气的交易。公司拒绝了；它的重点是金属。亚伯拉罕-詹姆斯和布鲁埃特辞去了他们的工作。

大约一个世纪前，美国政府开始在德克萨斯州的一个加工厂开发一个巨大的氦气储备。联邦政府希望将其用于飞艇式的空气船，这被视为未来的交通工具，直到兴登堡在1937年将这个想法在新泽西散成了百万个燃烧的碎片。后来，太空计划成为储备的理由，但在1996年，国会在其无尽的智慧中决定政府应该退出氦气业务。它命令德克萨斯设施的运营商，即美国土地管理局，或BLM，在2015年前出售大部分气体，认为届时私营行业会弥补差额。

最后这一部分并没有发生，因此当BLM开始按照1996年立法的要求提高价格时，氦气行业几乎没有什么帮助。根据2012年参议院的证词，精炼零售商空气液化氦美国公司的总裁大卫·乔伊纳表示，价格上涨是不可预测的。该机构还开始收取费用。

姆提利从地下一个计量器中提取气体，将其储存在一个袋子里。摄影师：阿德里安·奥哈尼安为《彭博商业周刊》拍摄如今氦气的主要用途包括弧焊、色谱分析、医疗激光、光纤、洲际弹道导弹和太空旅行。大型强子对撞机，这个位于日内瓦外部的粒子加速器正在研究物理学的最大问题，每周需要120公吨的氦气才能保持运行。氦气可以使物体超导，这意味着它们可以基本上永远传输电力而不会产生任何热量，氦气的其他特性使得该元素在半导体制造中至关重要。世界上每台MRI机器都将其磁线圈浸泡在液氦中以防止过热。这是可能的，因为氦气在比任何其他元素更低的温度下沸腾——-452.1华氏度。液氦如此寒冷，当研究人员想在南极冷却某物时，它是首选。

我们所知道的所有液态氦都来自六个国家的14个工厂。美国生产的液态氦略多于一半，卡塔尔约占三分之一。为了说明BLM销售预示的价格飙升，看看2017年6月，当沙特阿拉伯和阿联酋对卡塔尔实施出口封锁时，其氦气从市场上消失。BLM开始实施配给。然后，在去年八月，它举行了最后一次氦气拍卖，精炼零售商 空气产品与化学公司出价高于所有人，获得了100%的氦气供应。接下来的一个月，埃克森美孚公司在怀俄明州的氦气工厂因计划外维护而停产。与锂的价格一样，氦气的价格在商品中也是相对不透明的，但报告称其价格比去年上涨了135%。在这个市场如此敏感的情况下，一个新的氦气来源可能会，或许，改变一个国家的经济。比如说，坦桑尼亚。

即使氦气价格飙升，天然气公司也不会仅仅为了在其产品中微量的氦气上获得更高的利润而增加生产。“你被主要产品所束缚，”马萨诸塞州德德汉的Intelligas Consulting市场研究主任Maura Garvey说。如果你是一个利润丰厚的大制造商或一个政府的太空计划，你可以吸收成本增加。但一些客户被告知，他们将无法获得合同中约定的全部数量，或者他们将不得不支付更多费用。

对于成千上万的学术研究小组在实验或仪器中使用液态氦，或运行几台MRI机器的医院来说，价格飙升或供应中断对你的运营构成了障碍。如果你是科罗拉多州朗蒙特的King Soopers，提供免费的儿童气球，那就更别提了：今年早些时候那里的一个标志显示 “由于我们目前正在经历的全球氦气短缺，”来访的小朋友们只能学会适应。

当布鲁特和亚伯拉罕-詹姆斯在2013年11月首次谷歌搜索“氦”和“坦桑尼亚”时，出现了名字彼得·巴里。他曾发表过关于在该国发现的氦同位素的研究，并在牛津大学的克里斯·巴伦丁实验室工作，后者即将发表关于产生大量氦气的因素组合的理论。

氦是在地球上通过铀和钍的自然放射性衰变产生的，这些元素存在于所有岩石中。但这个过程需要很长时间——以亿年计——所以你需要一些非常古老的岩石。而且，由于如此古老的岩石没有很多气体捕集的构造，你需要一些地质活动来将它们打碎并形成氦气可以逃逸的裂缝。然后你需要热量将氦气推上裂缝，并在表面形成沉积物，以便在沉积层之间储存氦气，就像在一个水库中一样。

巴伦丁和同事迪维娜·达纳巴兰确定坦桑尼亚是一个具有这种相互作用的地方。大约20亿年前，古老的岩石在非洲构造板块中形成，使它们足够古老以便放射性衰变产生大量氦气。三千万年前，该板块开始分裂，形成了大裂谷，延伸1700英里，从坦桑尼亚南部到厄立特里亚和红海。这个过程创造了允许岩浆逃逸的裂缝；岩浆将提供迫使氦气向上的热量。与此同时，在表面，沉积物被沉积，提供了可以找到氦气的储层。“这种因素的组合使得氦气在表面上的积累成为可能，”埃马纽埃尔·卡齐莫托，达累斯萨拉姆大学的地质学讲师说。

Bluett和Abraham-James向Ballentine展示了他们找到的旧文件。“当我的理论被证明是正确时，我总是感到惊讶，”Ballentine说。“但在那一刻，看到什么会形成一个好的氦系统，这显然是一个。”他和Barry同意前往坦桑尼亚重新采样James在58年前发现的泉水。“他们根本不知道如何收集这样的样本，”Barry说。“那是我的专长。”

2015年9月，Bluett和Abraham-James成立了一家公司，名为Helium One Ltd.，由Abraham-James担任董事总经理，Bluett担任技术总监，并获得了必要的政府许可证。几个月后，Abraham-James和Barry乘坐租来的丰田陆地巡洋舰，前往位于坦桑尼亚西南部、距离赞比亚边界50英里的Itumbula村的一个盐池，T.C. James在这里瓶装了高浓度的氦气。Barry将样本运送到英国，使用一种称为质谱仪的专业设备进行分析，这是一种比James使用的仪器更精确的方法。该设备确认了James的发现。“随着我们逐年回访，”Barry说，“我们看到相同的数值，这让我们对测量结果充满信心。”

像Itumbula这样的村庄依赖于这样的盐池来获取收入。摄影师：Adriane Ohanesian为《彭博商业周刊》拍摄7月5日，26岁的达累斯萨拉姆大学地质研究生Karim Mtili走上了为方便进入Itumbula盐池而修建的土堤。他穿着足球短裤、白色T恤和类似Crocs的橡胶靴，手里拿着一个空的塑料水瓶，一个大漏斗和一根铜管。人们在这里采盐可能已经有1万年了，而今天这是Itumbula的主要收入来源，这个村庄距离最近的医院有三个小时的路程，没有铺砌的道路，大多数居民住在只有一个灯泡的小棚屋里。但Helium One可能能够改变这一切。它在这里发现的氦气的特许权使用费可能超过坦桑尼亚年国内生产总值的11%。

Mtili 在这里收集最后一组从盐池渗出的气体样本，准备在今年晚些时候开始绘制地下储层的工作。他在水中跋涉，白鹭在池塘的浅边踮着脚尖走动，远处的牛发出不满的叫声。“你看到这些气泡了吗？”Mtili 兴奋地问。至少可以看到 15 个渗漏，形成从池塘底部上升到水面的气泡，频率各不相同。“如果它们来自同一个源头，它们的流动速度应该是相同的。所以这就解释了不同样本之间的百分比差异，”他说。

站在水中到达胯部，Mtili 将漏斗浸入水中，弯下身将宽口端推入池塘的泥底。用另一只手，他抬起管子，让气体可以上升到里面。“你必须把这些都装满水，让渗漏气体置换水，”他说。更深入池塘，他用斯瓦希里语呼喊当地人 Godfrey Myega，后者有时会帮忙，并为此任务脱掉了他的内裤。这个大个子在踏入热水时尖叫着，手里提着 Mtili 翻转的棒球帽，里面装着一些玻璃小瓶和小型真空密封袋，这些袋子将装满气体，稍后会连接到 Mtili 酒店房间的质谱仪，距离这里四小时车程。“我坐的这块石头真是热得不得了，”Mtili 说。

Mtili 在 Itumbula 的盐池中收集样本。摄影师：Adriane Ohanesian 为彭博商业周刊拍摄布鲁特和亚伯拉罕-詹姆斯发现了阿莫科公司（现为BP Plc的一部分）在1980年代进行的该地区地球物理勘测，尽管当时并未找到任何石油，但正如巴伦廷所预测的那样，发现了大量沉积陷阱，氦气可以在其中积累。“地震技术可以成像地下，因此你可以查看并说你有这么多气体，”巴里说。像姆提利正在收集的样本显示了这种气体中氦的百分比。“然后你将这个数字乘以你认为在地下有多少气体，这就显示了你的潜在资源。”

氦气一号将所有这些数据交给了位于休斯顿的资源认证机构Netherland, Sewell & Associates Inc.。在2016年，NSAI表示姆提利的热岩下可能有多达980亿立方英尺的氦气。这足以满足全球需求16年。“据我所知，这是有史以来宣布的最大氦气主要资源，”布鲁特说。再见，氦气短缺——至少在理论上。

在勘探业务中，一切都是假设，直到你挖一个洞。氦气资源（即地下有多少）和氦气储备（即可以盈利回收多少）之间可能存在很大差异。目前，氦气一号拥有的是资源。

“有一点是绝对确定的——地下确实有这么多氦气，”巴伦廷说。“它是否以可商业提取的形式集中在一起是当前风险所在。”（巴伦廷和巴里各持有氦气一号不到1%的股份。）氦气可能被困在水中。姆提利在七月抽取的气泡可能不足以填满阿莫科绘制的捕集结构。了解这些未知数的唯一方法——储层成分、沉积物的渗透性、流速、气体流动时压力如何下降——就是钻探这些结构。

这将会很棘手。韦尔集团资源有限责任公司总部位于弗吉尼亚州里士满，但主要在加拿大运营，是首个为了自身利益开采氦气的公司，并且仍然是唯一一家这样做的公司。（韦尔的氦气工厂年产4000万立方英尺，规模不足以影响供应缺口。）首席执行官杰弗里·沃特说：“这是一项相当复杂的分析。你真的必须有条理、深思熟虑和有洞察力。”萨斯喀彻温省的地质与坦桑尼亚有所不同，他的技术不会给氦气一号提供任何线索。布鲁特表示，他们将使用类似于石油和天然气钻探的方式。

坦桑尼亚本身也面临挑战。在非洲运营可能会不可预测。政府 对英国黄金开采公司Acacia Mining Plc处以1900亿美元的罚款，这是在2017年。“这让坦桑尼亚的投资者一夜之间失去了信心，”亚伯拉罕-詹姆斯说。“我们是附带损害，”而氦气一号未能如希望那样迅速筹集到用于昂贵且必要的地震和钻探工作的资金。今年1月，坦桑尼亚政府任命了新的矿业部长多托·比特科，他的办公室未回应评论请求。今年7月，Acacia的罚款被 减少到3亿美元。

更直接地说，Helium One将在建立和运行其基础设施方面面临困难。这些泉水远离任何类似物流中心的地方。Abraham-James坚称，该公司的低温工厂将占地面积小，并将由其提取的气体驱动的涡轮机运行。假设这能奏效，液态氦必须通过被称为ISO的昂贵多式联运集装箱运输。运送它们的卡车需要在任何方向上行驶三个小时的碎石路。虽然这条路的状况比东非许多其他类似道路要好，但它也不是东汉普顿的碎贝壳车道。即使是经过昂贵空气或液压悬挂升级的卡车，以保护其货物，这些道路也必须不断维护和整修。“这不仅仅是拥有氦气，”Intelligas Consulting的Garvey说。“你必须有基础设施来将其从地下提取出来，而到他们出口时，氦气的价格可能会极其高昂。”事情变得复杂到Abraham-James离开管理岗位，他和公司表示，因为日常运营已经超出了他的专业知识和兴趣。他的接替者Ian Stalker曾领导铀公司Uramin Inc.完成了25亿美元的收购。

Helium One过去曾面临延误，未来可能还会有更多。在它将产品推向市场时，新的来源可能会先到达：卡塔尔的拉斯拉凡工业城，一个计划中的生产设施——它已经找到了绕过沙特阿拉伯和阿联酋的办法——预计每年将增加4亿立方英尺。“这几乎无法弥补BLM的生产损失，”Bluett说。但还有俄罗斯。Gazprom正在西伯利亚建设一个名为阿穆尔的设施，尽管它面临与基础设施相关的延误，且距离港口比Itumbula更远。一些人怀疑它是否会兑现承诺的20亿立方英尺。但如果它真的能做到，Garvey说，“我们应该有足够的氦气。随着供应恢复，这将使价格趋于平稳。我们真的需要更多吗？”

“仇恨者会继续仇恨，”亚伯拉罕-詹姆斯说，他仍然拥有公司9%的股份。“他们都在说，‘这太大了，它在非洲，你一定是编造的。’如果他们在说我们坏话，那是个很好的迹象——我喜欢这样。否则他们就不会在意。”至少，伊图姆布拉的居民希望他是对的。 这个故事来自 《彭博商业周刊》的特刊 元素*。*