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氦:丰富但不可用

时间:2021-07-30 12:18:07 来源:

如果我有空间,我将为这首作品添加一个字幕,如下所示:事情不必用完就变得不可用。因此,现在您对氦气问题有了一个大致的了解,我很快将谈到这个问题。但是,首先让我讨论字幕说明的更广泛的问题。

您听过多少次有人说我们在地下(或什至在海水中)拥有大量此类资源,因此您无需担心吗?很难知道从何处开始这种简化,因为它来自如此愚蠢无知的头脑。

有很多原因导致事情在“用完”之前就变得不可用。在聚宝盆主义者(大多数是经济学家)中,有人指责那些警告资源短缺的人说某种特定资源(例如石油)已经用完了,这是最喜欢的策略。但这根本不是他们在说什么。相反,正如我所说的,现实主义者只是指出,许多因素并存,而不是使获得这种资源的成本超出许多人负担能力之外。

富人将为他们的食物和能源付出一切必要的代价。即使粮食和能源成本翻了一番,三倍或增长了十倍,这些收入也只占其收入的很小一部分。但是,对于地球上的绝大多数人类而言,情况并非如此。以一定的价格,食物变得负担不起,汽油变得负担不起,甚至饮用水也变得负担不起。

这说明我们,全球系统的平稳运转不仅取决于资源,还取决于广泛可负担的资源以及它们所能提供的产品和服务。无论造成价格负担问题的原因是什么,结果都是数百万人甚至数十亿人没有足够的食物和燃料。许多处于边缘的人会因营养不足而生病,一些人可能会饿死,许多人可能会因为寒冷气候缺乏保暖而结冰。

也许所有这些还太戏剧化了。因此,让我们举一个例子,说明已经变得突然而出乎意料的更少了:氦。

氦是仅次于氢的第二大最丰富的元素。但是,在地球上,这种情况极为罕见。主要来源是地壳中放射性矿物的衰变,这些放射性矿物在衰变过程中会释放出氦核。氦的一小部分被捕集在天然气储层中。其余的进入大气,然后进入外太空。极少的储气库富含这种被困的氦气,因此值得进行提取,加工和推向市场。除非我们找到其他负担得起的氦气来源,否则这意味着当富含氦气的富氦天然气储层达到峰值和下降时,氦气的产量必然会达到峰值和下降。

如果不是因为在许多应用中没有替代品,没有替代品这一事实,那么氦变得难以获取就无关紧要。让我详细引述我四年前所做的一篇题为“让氦气消失”的聚会的文章:

氦最重要的用途可能是液态。氦气是低温工艺和研究的金标准。在液态时,它可以达到低至-459华氏度或几乎为零的温度,该温度下所有分子运动将停止。(没有人成功达到绝对零,从理论上讲,这是不可能实现的。)

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液态氦根本就没有平等。当前,在磁共振成像中是至关重要的,磁共振成像是一种非侵入性的诊断程序,可以使医生获得许多组织和器官(尤其是大脑)的图像,这些图像优于X射线所提供的图像。对于超导性至关重要的应用,为获得最佳结果,非常低的温度至关重要。此外,超导性是不断进行科学研究的一个领域,旨在减少电网中的电力损耗并提高电力存储和电动机的效率。

除填充气球外,氦气最明显的用途可能是填充飞艇或飞艇。更奇特的用途包括火箭技术,在该技术中,氦气用于冲洗油箱,然后为这些油箱准备(即冷凝)液态氧和氢。氦气是这项工作和飞艇的首选,因为氦气不可燃且惰性,也就是说,在通常情况下,它不会与其他元素化学结合。

这两个特性也使其成为某些类型的关键焊接的理想保护气体。防止正常的大气气体进入焊缝可以提高其强度和质量。相同的特性使氦对于生产硅片至关重要,硅片是当今电子世界的基础。

另外,氦气用于气冷核反应堆中的热传递,并用于检查关键设备中的泄漏,因为氦气更容易流过此类泄漏。工业上和科学上还有更多用途,但是您明白了。

首先,我们没有用尽氦气。发生的事情是多年来一直主导着氦气业务的美国政府已经逐渐摆脱困境。

所有这些早在很久以前就已被电报给工业界。1996年,美国国会通过了一项法律,要求政府在2015年之前退出氦气业务。那应该给私人市场足够的时间来接管政府将离开的地方。

但是,事实并非如此。国会让联邦氦计划将价格定得太低,以加速清理库存。低廉的价格使潜在的新进入者无法进入氦气业务。而且,随着联邦计划提高价格以解决该问题,氦气的消费者正在大呼“哎呀”。然而,与此同时,很少有新的参与者来取代市场上日益减少的联邦供应。

尚不清楚为激励私人发展而必须将氦气价格提高多少。自1925年以来,美国政府基本上就主导了市场,因此没有历史性的自由市场价格可供考虑。有人会以为,随着政府即将退出市场,一些精明的企业家会在价格暴涨的那天储备氦气。

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但是事实并非如此。一方面,需要大量的基础设施来从天然气田中捕获氦气,因此需要一笔巨大的投资,如果没有合理的保证价格会上涨以支付成本,很少有人会进行这项投资。

但也许更重要的是,美国的资料来源是世界上最多产的。没有什么比他们。而且,这不仅仅是激励人们走出去寻找经济的氦气沉积的问题。目前,在天然气储层中仅以商业数量发现氦,然后仅在某些数量中发现。因此,所有最丰富的资源已经在生产中。

唯一的办法就是将氦气的价格提高到可以从天然气储层中获取更稀薄的氦气资源的水平,价格高到足以证明巨额资本支出的合理性。请记住,从天然气中分离氦气需要-315华氏度的温度。

随着价格上涨,使这些成本更高的氦气资源可供使用,谁将被淘汰出市场?事实证明,现在想要氦气作为派对气球的人们愿意付出最高的代价。它只是市场的一小部分,但它表明,在成本较高的世界中氦气的分布可能并没有成为我们大多数人认为社会上所希望的。许多研究实验室可能负担不起。在医学和计算机芯片制造中的其他关键用途可能会受到限制,或者导致医疗诊断和电子设备的成本大大提高。

所有这些都是为了证明资源不必“耗尽”即可使大量人无法使用。地球上有很多氦分子。但是,即使对于至关重要的目的,将其分发给所有想使用它们的人,其成本可能太高,以至于许多人无法承受。

可以对其他有限资源,石油,煤炭,天然气,稀土矿物,锂等进行相同的分析。聚宝盆主义者喜欢说我们永远不会耗尽我们所需要的东西。市场将提供必要的激励机制,以使人们更有效地从地球上获得更多收益或寻找替代品。当我们以所需数量的价格负担得起时,我们将始终拥有所需的东西。

但是,不能保证在我们希望的每个实例中都会发生这种情况。因此,上述主张仅仅是经济学领域的一条信念,诞生于一个时代,在这个时代中,资源提取的速度不断提高,而且无处不在。

现在,限制并不意味着我们已经“耗尽”。相反,它们的意思是,如果没有显着的高价格,我们就不能以更高的速度生产,也不能以更高的速度生产,或者找不到可行的替代产品,在价格上具有竞争力并且数量充足。

我们可能不希望强制要求我们在资源使用方面看到社会上令人满意的结果。基于市场的激励措施-必须对我们希望人们减少使用的资源征收高额税收-可以很快走很长一段路,使我们的选择符合我们的长期最佳利益。

要么是“要么我们可以开派对”,直到氦气和其他重要物质的剩余资源减少到我们不再有足够的时间过渡到可以适应其负担能力下降的社会的程度。

通过。库尔特·科布


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