Air Products و نقش فناوری در امنیت زنجیره تأمین جهانی هلیوم
اختلالات اخیر در بازار جهانی هلیوم، بار دیگر اهمیت این گاز راهبردی را نشان داده است. این شرایط همچنین ضرورت توسعه زیرساختهای استحصال، خالصسازی، مایعسازی و ذخیرهسازی هلیوم را افزایش میدهد.
امروزه صنایع مختلف به هلیوم با خلوص بالا نیاز دارند. صنایع نیمههادی، تجهیزات پزشکی و MRI، هوافضا، فیبر نوری و مراکز تحقیقاتی از مهمترین مصرفکنندگان آن به شمار میروند.
در این میان، Air Products آمریکا جایگاه مهمی در صنعت جهانی هلیوم دارد. این شرکت بیش از پنج دهه در حوزه فناوری و زنجیره تأمین هلیوم فعالیت کرده است. فعالیتهای آن بخشهایی مانند استخراج، تولید، ذخیرهسازی و توزیع هلیوم را پوشش میدهد.
Air Products همچنین تجربه گستردهای در فناوریهای کرایوژنیک دارد. تجهیزات و فناوریهای این شرکت در واحدهای مختلف بازیابی و فرآوری هلیوم در جهان کاربرد دارند.
از بازیابی تا مایعسازی هلیوم
تولیدکنندگان معمولاً هلیوم را از برخی منابع گاز طبیعی حاوی هلیوم بازیابی میکنند. سپس واحدهای فرآیندی، ناخالصیهای موجود در جریان گاز را حذف میکنند. این مراحل در نهایت هلیوم با خلوص بالا تولید میکنند.
زنجیره فرآوری هلیوم میتواند مراحل مختلفی داشته باشد. جداسازی، خالصسازی، تراکم، سرمایش و مایعسازی از مهمترین مراحل این زنجیره هستند.
مایعسازی هلیوم یکی از پیچیدهترین فرآیندهای مهندسی برودتی محسوب میشود. هلیوم در فشار اتمسفریک در دمای حدود ۴.۲ کلوین یا منفی ۲۶۹ درجه سانتیگراد به مایع تبدیل میشود.
دستیابی به چنین دمایی به تجهیزات تخصصی نیاز دارد. کمپرسورها، مبدلهای حرارتی کرایوژنیک، تجهیزات انبساط و سیستمهای خالصسازی نقش مهمی در این فرآیند دارند. Cold Box نیز بخش مهم دیگری از یک واحد مایعسازی هلیوم است.
طراحان این واحدها باید بازده انرژی را نیز با دقت بررسی کنند. انتخاب مناسب سیکل برودتی و تجهیزات فرآیندی تأثیر مستقیمی بر مصرف انرژی و عملکرد واحد دارد.
هلیوم؛ موضوعی فراتر از تأمین یک گاز صنعتی
تحولات بازار جهانی نشان میدهد که صنعت نمیتواند هلیوم را فقط یک گاز صنعتی معمولی در نظر بگیرد. تعداد محدودی از کشورها بخش قابل توجهی از عرضه جهانی هلیوم را تأمین میکنند.
از سوی دیگر، تولید هلیوم ارتباط نزدیکی با فرآوری گاز طبیعی و برخی پروژههای LNG دارد. در نتیجه، اختلال در این صنایع میتواند بازار جهانی هلیوم را نیز تحت تأثیر قرار دهد.
این شرایط اهمیت توسعه منابع جدید هلیوم را افزایش میدهد. همچنین کشورها و شرکتها توجه بیشتری به واحدهای بازیابی، خالصسازی و مایعسازی هلیوم نشان میدهند.
زیرساخت ذخیرهسازی و حمل نیز اهمیت زیادی دارد. هلیوم مایع به مخازن و تجهیزات کرایوژنیک تخصصی نیاز دارد. مدیریت صحیح Boil-off و کاهش تلفات نیز بر اقتصاد زنجیره تأمین اثر میگذارد.
تجربه Air Products در زنجیره هلیوم
تجربه شرکتهایی مانند Air Products نشان میدهد که یک زنجیره پایدار هلیوم فقط به وجود منبع گازی مناسب وابسته نیست.
فناوری فرآیند، تجهیزات کرایوژنیک و سیستمهای تراکم اجزای اصلی این زنجیره هستند. زیرساخت ذخیرهسازی و لجستیک هلیوم مایع نیز نقش تعیینکنندهای دارد.
بنابراین توسعه صنعت هلیوم به مجموعهای از دانشهای مهندسی نیاز دارد. مهندسی فرآیند، مکانیک، تجهیزات دوار، انتقال حرارت و فناوریهای برودتی از مهمترین حوزههای تخصصی آن هستند.
فرصت توسعه زنجیره ارزش هلیوم
کشورهای دارای منابع گسترده گاز طبیعی میتوانند ظرفیتهای بالقوه خود در حوزه هلیوم را بررسی کنند. نخستین گام، شناسایی منابع گازی حاوی غلظت اقتصادی هلیوم است.
پس از آن، مطالعات فنی و اقتصادی اهمیت پیدا میکنند. این مطالعات باید زنجیره Helium Recovery, Purification and Liquefaction را بهصورت یکپارچه بررسی کنند.
توسعه چنین زیرساختهایی میتواند وابستگی به واردات هلیوم مایع را کاهش دهد. این صنعت همچنین ظرفیت ایجاد ارزش افزوده در بخش گازهای صنعتی و فناوریهای کرایوژنیک را دارد.
تجربه Air Products و سایر شرکتهای فعال در این حوزه یک نکته مهم را نشان میدهد: آینده صنعت هلیوم تنها به منابع آن وابسته نیست. فناوری، زیرساخت فرآوری، مایعسازی و تنوع منابع نیز امنیت تأمین هلیوم را تعیین میکنند.
