S heliem se lidé obvykle setkávají v balóncích, které pohrdají zemskou přitažlivostí. A někteří vyzkoušeli magický účinek hélia na lidskou řeč, i když samozřejmě není úplně optimální to s vdechováním helia přehnat. Dýchat se přece jenom nedá. Tak trochu mimo pozornost veřejnosti má ovšem helium velký význam v řadě technologií, například v medicínské technice, supravodičích nebo v letech do vesmíru. Je netečné a výborně chladí.
Zároveň má helium jednu problematickou vlastnost. Je dost vzácné. V současnosti tento podivuhodný plyn produkuju méně než 10 zemí. Přitom je o heliu známo, že se vyskytuje jako odpadní látka při těžbě zemního plynu. Jak to ale v ekonomice chodí, když je něco vzácné, cena roste. Když je to ještě navíc nepostradatelné, cena roste dramaticky.
Jižní Afrika bývala největším světovým producentem zlata. Ty časy jsou už pryč. Teď se ale zdá, že by se jih Afriky opět mohl vrátit na výsluní zájmu těžařů. Jejich novým zlatem by se mohlo stát právě helium. Když Stefano Marani a Nick Mitchell v roce 2012 zakoupili v jihoafrické provincii Svobodný stát práva na těžbu zemního plynu na pozemku o rozloze 87 tisíc hektarů, tak zaplatili pouhý 1 dolar. Pak otestovali vytěžený plyn a zjistili, že vyhráli jackpot. Obsahuje neobvykle velké množství helia. Za současné situace to znamená, že jim jejich investice může vydělat miliardy dolarů.
Jejich společnost Renergen již brzy spustí produkci zemního plynu a helia. V tu chvíli se Jihoafrická republika dostane na prestižní mapu světových zásob helia a to zřejmě jako nejbohatší a nejčistší ložisko tohoto plynu na světě. První testy totiž odhalily koncentraci helia ve výši 2-3 procent což je samo o sobě hodně vysoké. Další měření ukazovala hodnoty až 12 procent. Ve Spojených státech se přitom těží helium ze zemního plynu, v němž je jeho koncentrace asi 0,3 procent. Dalšími významnými producenty jsou dnes Katar a Alžírsko.
V roce 2019 dosáhl světový trh s heliem hodnoty 10,6 miliardy dolarů. Poptávka roste, ale helia je málo a jeho dodávky pravidelně kolabují. Renergen odhaduje, že jejich zásoby helia činí asi 9,74 miliard metrů krychlových. To je víc, než veškeré známé zásoby helia v USA. Tolik helia by naplnilo asi 1,4 bilionu pouťových balonků. Pokud se informace potvrdí, vytěžení tohoto množství helia by přineslo zisk přes 100 miliard dolarů.
Výhodou zásob helia v jižní Africe je podle Renergenu i to, že k těžbě nebude nutné používat frakování, tedy hydraulické štěpení hornin, které provází řada negativních dopadů na životní prostředí. Horniny na daném místě jsou totiž „přirozeně“ dost popraskané a plyn tryská ze země víceméně sám od sebe. Helium se v podobných případech získává jako vedlejší produkt při zkapalňování zemního plynu. Renergen počítá s tím, že bude produkovat kapalný zemní plyn pro domácí, jihoafrický trh, zatímco kapalné helium půjde na export. V dohledné době se chtějí dostat na 5 tun helia denně, což by bylo asi 7 procent současné produkce helia na celé planetě.
Video: Renergen Helium video
Literatura
Grafen šetří helium aneb kvantový etalon odporu do každé rodiny
Autor: Martin Šíra (23.04.2015)
Kritický nedostatek hélia zažehnán objevem obrovských zásob v Tanzanii
Autor: Stanislav Mihulka (30.06.2016)
Fyzici získali zatím nejpřesnější údaj o velikosti jádra hélia
Autor: Stanislav Mihulka (02.02.2021)
Underground Sun Conversion těží obnovitelný metan slunečním zářením
Autor: Stanislav Mihulka (23.06.2021)
Diskuze:
Jirka Novotný,2021-10-31 07:33:51
Pokud se nepletu, helium dlouho těžili jen v USA a nechtěli ho jen tak někomu prodávat, (Helium Act of 1925),proto třeba Zeppelin plnil vzducholodi vodíkem a katastrofa Hindenburgu byla zlatým hřebem do rakve vzducholodí. USA považovaly helium za strategickou surovinu, těžba byla pod kontrolou státu a USA si držely velké zásoby. Po skončení studené války se rozhodli, že se na to vykašlou a ty zásoby rozprodají ( Helium Privatization Act of 1996 ). Teprve od té doby je helium běžně dostupné a používá se i na takové legrácky jako jsou balónky.
Daniel Suchon,2021-10-29 21:34:00
Vie niekto, kolko percent z vytazeneho helia sa vyplytva na baloniky?
září 2021- heliový hub na Amuru
Čestmír Berka,2021-10-28 18:50:18
Russian state gas giant Gazprom officially launched September 3 the first phase of its helium hub in eastern Siberia, near the coast. It has now completed the supply chain from upstream production to delivery to customers.
The gas is among the impurities of the Chayandinskoye gas field that feeds the Power of Siberia line to China. Helium is stripped out of the gas stream at the Amur gas processing plant (GPP) for export. Gazprom says demand is strong in high-tech industries and is now on the rise, particularly in the Asia-Pacific region.
The hub will provide servicing for containers that are sent to the GPP to be filled, arrange logistics operations and carry out acceptance, weight checks and preparation of thermally-insulated containers arriving from the Amur GPP for their further loading on to ocean-going vessels. The containers are designed to maintain the temperature at -269 °C, the temperature helium condenses at.
Container transportation services are provided by the in-house vehicle fleet of Gazprom Helium Service. The Kamaz trucks run on LNG, which is also produced directly onsite at the hub.
The helium unit has capacity of 20mn m³/yr and two more are planned, bringing the total to 60mn m³/yr, making Gazprom the world's biggest producer. According to Gazprom CEO Alexei Miller, the plant will be able to carry out 4,000 operations/yr.
Gazprom is not the sole company in eastern Siberia to have helium aspirations: US Chart Industries is to supply liquefaction equipment to another Russian company which it identified only as a major independent.
Dlouhodobá udržitelnost
D. Hruška,2021-10-28 01:10:48
Když se řeší dlouhodobá udržitelnost, tak hospodaření s heliem považuji za stejně důležité jako hospodaření s fosilními palivy, ne-li důležitější. Protože většinu organických látek a paliv bychom dokázali při dostatku elektrické energie syntetizovat, jen to teď není ekonomické. Helium chemicky syntetizovat nelze, ale některé jeho technologické vlastnosti jsou nenahraditelné. Jestli naší generaci budou za dvěstě let kvůli něčemu spílat, možná to bude víc za promrhání světových zásob helia než za spalování fosilních paliv. Balonky a vzducholodě jsou naprosto zbytné kratochvíle, stejně tak průmysl by se mohl naučit heliem méně plýtvat. Bohužel si to nejspíš upraví až trh růstem ceny, až se většina heliových zásob promrhá.
Mimochodem netuší někdo, jestli je možné důkladnou frakční destilací vzduchu helium získávat? Když jsem to zkoušel hledat, dočetl jsem se jen, že to možné není bez hlubšího vysvětlení. Takže si stejně říkám, že to třeba možné je, jen je to extrémně nevýhodné.
Re: Dlouhodobá udržitelnost
Karel Ralský,2021-10-28 03:29:45
Vysvětlení je jednoduché jelikož je plyn za normálního tlaku daleko lehčí jak vzduch, respektive plyny které se drží do 20km, tak tento plyn prostě uletí jako ten balónek.
Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
D. Hruška,2021-10-28 08:16:00
Všechno helium evidentně do hned neuteče, když ho je ve vzduchu 5ppm. Průmyslově se destilací vzduchu získává obrovské množství kyslíku a dusíku. Kdyby při té destilaci zachytili i všechno helium, nebylo by to zanedbatelné množství. Moje otázka je spíš o tom, jestli nějaký fyzikální jev nebrání takto nízké koncentrace od zbytku vzduchu destilací oddělit.
Re: Dlouhodobá udržitelnost
Tomas Novak,2021-10-28 04:36:12
Helium prostě uteče do vesmíru. Zdrojem helia je jaderný rozpad a uvolněné alfa částice. Takže se doplňuje ale asi extremne pomalu. Heliem se neplytva jen na balónky. Spousta experimentu pracuje s otevřeným cyklem, odparene helium prostě uteče. A přitom třeba pro chlazení supravodicu pro je nezastupitelné. I vysokoteplotni supravodicu se chladí helium aby se dosáhlo vyššího magnetického pole.
Re: Dlouhodobá udržitelnost
Z Z,2021-10-28 05:22:59
Hélium aj vzniká vo vnútri Zeme z dôsledku rádioaktívneho rozpadu ťažších prvkov.
Za dvesto rokov snáď potomci nebudú mať problém využívať hélium z iných planét Slnečnej sústavy, kde ho je veľmi veľa, či ho zbierať ako "odpad" z využívania jadrovej syntézy.
Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
D. Hruška,2021-10-28 08:36:32
No zatím má lítání do vesmíru pouze slušnou spotřebu helia, v raketách pohání turbočerpadlo. A vozit helium z vesmíru? To by bylo tak energeticky náročné, že by se to technologicky vyplatilo, jen kdyby na Zemi žádné těžitelné He neexistovalo. Nějaké těžitelné zdroje budou vždy, jen třeba 100x méně výtěžné, což by samozřejmě dost zvýšilo i dopady na životní prostředí.
A z jaderné syntézy byste nenasbíral tuny helia denně. Maximálně kilogramy, i kdyby se vodíková fúze provozovala celosvětově. Dle článku je současná denní spotřeba He téměř 100 tun.
Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
Z Z,2021-10-28 12:58:38
No ale argumentom bolo, že vraj na nás budú potomkovia za dvesto rokov nadávať, že sme im minuli všetko hélium.
Predpokladať, že za dvesto rokov sa všetko rovnako "vyplatí" či "nevyplatí" sa asi nedá.
Pravdepodobne bude vtedy cestovanie po Slnečnej sústave bežné a v nej je hélia naozaj spústa a niekde aj vo vysokých koncentráciách.
Re: Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
Mojmir Kosco,2021-10-28 13:26:09
Souhlasím ,že těžba helia třeba s měsíce je za 200 let více pravděpodobná a to o hodně ,než težba uhlí s Marsu
Re: Re: Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
Z Z,2021-10-28 16:14:36
Za predpokladu, že bude cestovanie v Slnečnej sústave bežnou záležitosťou,
bude nepraktické hélium náročne ťažiť na Mesiaci,
keď sa bude dať inde v Slnečnej sústave skoro čisté (rádovo v percentách, či desiatkach percent obsahu materiálu) "načapovať".
Hélium je "vzácny" plyn na Zemi, nie v niektorých iných častiach Slnečnej sústavy.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
D. Hruška,2021-10-28 19:09:46
Dosud bylo cestování po Sluneční soustavě možné jen díky přebytkovému průmyslu na Zemi. Bez dramaticky revolučních objevů se na tom nic zásadního nezmění ani za 200 let. Ty objevy samozřejmě přijít můžou, ale je to čirá spekulace. Zato omezené zásoby pozemského helia jsou jistota.
Klidně se může stát, že omezené zásoby helia budou brzdit rozvoj těch technologíí, které by masivnější létání do vesmíru umožnily. Pro představu pár dalších technologií kromě kosmických raket, které se bez helia neobejdou: výroba polovodičů, maglev, fúzní reaktory, některé moderní štěpné reaktory.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
Josef Šoltes,2021-10-28 22:12:24
Já si myslím, že po vybudování nezbytné infrastruktury ve vesmíru, které bude samozřejmě čistě ztrátové, se začne těžba ve vesmíru a na měsících a planetách postupně vyplácet. Ta prvotní investice je obrovská, ale po dosažení bodu zvratu začne být postupně levnější a levnější, až se dostane na výrazně nižší náklady než na Zemi.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
D. Hruška,2021-10-29 01:24:20
Josef Šoltes: Představte si půlkilometrový vlak, kde 29 vagonů veze palivo pro pohon lokomotivy a 1 vagon veze užitečný náklad. Vagony s palivem po použití vyhodíte. Jak vzácný by musel být náklad, aby se takový vlak vyplatilo provozovat? To je totiž realita cestování po Sluneční soustavě pomocí raketových motorů. Jedna věc je něco na Marsu/Měsíci vytěžit a druhá věc je dopravit to na Zemi. Bez revolučního objevu pro pohon plavidel by se ta doprava vyplatila jen pro extrémně cenný náklad.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
Václav Dvořák,2021-10-30 01:26:53
Tak předpoklad je nejspíš ten, že se to zpracuje v místě tj. u asteroidu nebo nějakém měsíci a pošle se zpátky na Zem už extrahovaný materiál např. zlato, platina, stlačené hélium atd. nebo hotové konstrukční díly... jinak by to nedávalo smysl.
A když budou rakety plně použitelné, tak palivo nehraje moc roli a vagony se znovu naplní - tohle je myslím hlavní předpoklad. A palivo se nechá, pokud vím, aspoň teoreticky těžit taky v místě (Mars) pro cestu zpět.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
D. Hruška,2021-10-30 10:54:42
Ty raketové stupně se odhazují primárně proto, abyste ušetřil hmotnost, kterou musíte akcelerovat na extrémně vysoké rychlosti a následně opět za použití paliva nebo ablativních štítů brzdit z té vysoké rychlosti. Kompletně znovupoužitelná varianta by možná fungovala, ale za cenu obrovského snížení užitečné hmotnosti.
Znovupoužitelné první stupně Muskových raket těží z toho, že se zbrzdí ještě v atmosféře při relativně nízké rychlosti a palivo je potřeba jen na korekce dráhy a přistávací manévr. I tak znovupoužitelnost citelně snižuje hmotnost užitečného nákladu. A na tělesech bez husté atmosféry by tento postup nefungoval vůbec.
Nezapomeňte, že i Space Shuttle byl z velké části znovupoužitelný. Znehodnocena byla pouze hlavní nádrž. Přesto jeho provoz rozhodně nebyl levný.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
Oldřich Vašíček st.,2021-10-30 16:19:19
To je ale při provozu ze Země. Start i přistání. Předpokládám, že při stratu z vesmíru (oběžná dráha Země nebo Měsíce) to tak úplně neplatí. Navíc, pokud budu schopen doplnit palivo na místě, tak mi stačí jen na cestu tam a brždění.
Optimalizovat cestu tím, že vybuduji vesmírné základny u startu i u cíle a pro těžbu a zpracování budou specializované moduly pro dopravu mezi povrchem a stanicí. Dopravu mezi stanicemi zase bude zajišťovat specializovaný "trajekt". Pak už to není tak tragické. Při těžbě surovin z objektu s podstatně menší gravitací je i ekonomika dopravy mezi stanicí a povrchem někde úplně jinde.
Ale ano, bez rozumné technologie to s chemickým pohonem nebude nic moc. Ale už se na tom usilovně pracuje :). V podstatě to momentálně brzdí dostatečně výkonný a lehký zdroj el. energie.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Dlouhodobá udržitelnost
Z Z,2021-10-30 22:47:51
No tak ale keďže sa bavíme o potomkoch za 200 rokov, tak tí už snáď nebudú používať súčasné raketové motory, ale nejaký pohon využívajúci jadrovú syntézu alebo niečo "revolučnejšie". A nebude problém si zobrať hocikoľko hélia napríklad z atmosféry Jupitera. Pri nákladnej doprave vo vesmíre bude možné použiť rôzne iné postupy, napríklad celá nákladná loď nebude musieť pristáť na Zemi ale bude môcť parkovať na orbite, kde z nej menšie lode budú odoberať náklad a pod. Je zvláštne očakávať, že sa za 200 rokov budú používať stále len súčasné technológie.
Re: Dlouhodobá udržitelnost
Václav Dvořák,2021-10-28 17:08:58
Nevadí, bude se těžit na Měsíci... do té doby, až ty ceny vystoupají do těch výšin, tam nepochybně vznikne dost základen pozemšťanů, některé nejspíše i se zaměřením na těžbu regolitu ;-) Existují na to už plány teď.
Re: Dlouhodobá udržitelnost
Pavel K2,2021-10-30 17:21:50
Zásoby helia nejsou vůbec známé, jeho světová potřeba je malá, takže žádné velké geologické průzkumy neprobíhají. Navíc helium trvale vzniká alfa rozpadem v relativně velké části hmoty Země, takže nějaké "vytěžení" také příliš nehrozí. Nabídka může velmi růst, pokud poroste poptávka (formou navýšení cen).
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
