Di Stefania De Luca
He – È il secondo elemento più diffuso nell’Universo dopo l’idrogeno.
Questo elemento è presente nell’atmosfera terrestre in un rapporto di 5 ppm e si trova come prodotto del decadimento di alcuni minerali radioattivi. Specificamente si trova nei minerali di uranio e torio, è prodotto da questi elementi tramite decadimento radioattivo, nella forma di particelle alfa. L’elio può essere sintetizzato bombardando atomi di litio o boro con protoni ad alta velocità.L’elio trova notevoli impieghi industriali come conduttore termico ed elettrico, come agente criogeno per ottenere temperature vicine allo zero assoluto, per palloni sonda metereologici grazie alla sua bassa densità, come diluente dell’ossigeno in respiratori, come gas per saldature ad arco, e impieghi militari come stabilizzatore di miscele esplosive in applicazioni missilistiche e spaziali.Ma ancor di più, all’elio è legato persino il nostro futuro energetico perché le centrali a fusione nucleare che si cerca di costruire saranno alimentate proprio dall’elio.
Tutto l’elio commerciale è recuperato dal gas naturale. L’elio di solito costituisce una parte minuscola del gas naturale, ma può compensare fino al 10 % del gas naturale in alcuni settori. Il contenuto minimo di elio idoneo all’estrazione commerciale non deve essere inferiore allo 0,3 %.
L’elio è commercializzato in due specifiche: elio greggio, che contiene in genere dal 75 all’ 80 %, mentre il Grade A è al 99,995 % puro.
Durante la seconda guerra mondiale, la domanda militare di elio aumentò notevolmente, in modo che il governo federale degli Stati Uniti d’America dovette costruire un certo numero di nuovi impianti per la sua estrazione.
Entro il 1995, era stato immagazzinato un miliardo di metri cubi di gas, ma la riserva è costata US $ 1,4 miliardi creando un grosso debito, che spinse il Congresso degli Stati Uniti nel 1996 ad eliminare gradualmente la riserva e ad approvare una legge (Helium Privatisation Act) che obbligava entro il 2015 la vendita dell’intera riserva di elio custodita nel sottosuolo vicina ad Amarillo, in Texas. La US National Helium Reserve, più nota come la «capitale mondiale dell’elio», racchiude in profondità un miliardo di metri cubi di gas, ossia la metà delle riserve esistenti sul pianeta. Il guaio è che il suo prezzo nel mercato è troppo basso ed ora quello messo da parte viene in pratica svenduto: nel giro di 25-30 anni resteremo completamente sprovvisti.
Per molti anni gli Stati Uniti hanno prodotto più del 90% dell’elio commerciale nel mondo. A metà degli anni ‘90, un nuovo impianto a Arzew , in Algeria, ha iniziato a produrre 17 milioni di metri cubi (600 milioni di piedi cubi), sufficiente a fornire tutte della domanda in Europa. Nel 2004-2006, due ulteriori impianti, uno a Ras Laffan , in Qatar , e l’altro aSkikda , Algeria, sono stati costruiti, e l’Algeria è diventato il secondo produttore di elio.
Nel mese di agosto 2014, il Bureau of Land Management – il prezzo pubblicato da BLM è il punto di riferimento principale del settore per l’ indicizzazione dei prezzi nella maggior parte di tutte le transazioni all’ingrosso per la vendita sia dell’elio greggio che del Grade A – ha messo all’asta elio greggio proveniente dalla riserva nazionale ad un prezzo medio di $ 104 per MCF e Grade A per circa US $ 200 per MCF, o $ 7,21 per metro cubo nel 2014.
L’ultimo rapporto dell’industria chimica e dei materiali Technavio copre lo scenario attuale e le prospettive di crescita del mercato mondiale di elio per il periodo 2016-2020.Il rapporto calcola che il mercato dell’elio globale è destinato a crescere al tasso del 9% durante il periodo di previsione.Per calcolare la dimensione del mercato, la relazione considera le entrate generate attraverso la vendita di elio in varie applicazioni, e sono state considerate anche le varie modalità di distribuzione del gas per arrivare alla dimensione del mercato.
La domanda di sistemi di risonanza magnetica è stato stimato nel 2014 in 5 miliardi di dollari ed è destinato a crescere ad un tasso del 7% entro il 2020. “Una continua richiesta per la superconduttività nei settori della ricerca medica, il trasporto, la trasmissione di energia, e lo stoccaggio sta portando ad una elevata domanda di sistemi di risonanza magnetica”, ha detto ‘analista Technavio. Il volume di elio consumato in applicazioni sanitarie è stato poco più di 2 miliardi di SCF (piedi cubi quadrati) nel 2015 ed è destinato a crescere ad un tasso del 7% fino al 2020. Questa crescita è alimentata in gran parte dal Nord America, una regione di produzione chiave nelle attrezzature mediche e scientifiche.
Il mercato mondiale di elio è in regime oligopolico in natura ed è spesso caratterizzato da una produzione molto limitata di elio in combinazione con enorme volatilità dei prezzi e carenza perenne. Questo agisce come il fattore più importante del mercato mondiale di elio ad avere così pochi grandi players: Airgas, Air Liquide, Linde, Gruppo Messer ,Praxair, a cui si aggiunge il grande progetto Russo di Gazprom per la produzione di elio dal gas naturale nella regione di Amur in Siberia, relativamente vicino al confine con la Cina. Questo progetto è un accordo tra Russia e Cina con produzione di elio prevista iniziare entro il 2021. La Russia sta cercando di diventare il più grande produttore di elio a livello mondiale . Gli analisti Technavio ritengono però che lo sviluppo dei giacimenti siano in ritardo e le tensioni in Medio Oriente pongano problemi di alimentazione e di portare alla volatilità dei prezzi.
Pur essendo il secondo elemento più abbondante dell’universo è estremamente raro sulla Terra, e le riserve terrestri conosciute di elio si stanno rapidamente esaurendo, tanto che ci si è resi consapevoli che stiamo dissipando un prezioso gas, che in un prossimo futuro, con i consumi attuali, sparirà.
Il bisogno aguzza l’ingegno, dice un vecchio detto, che mai come in questo caso calza a pennello. Il mondo scientifico è allarmato per la penuria del gas che serve per applicazioni tecnologiche e per la ricerca, che oggi è diventata sempre più importante, inducendo i ricercatori a creare un sito apposito per come gestire, conservare e ridurre il consumo di elio, oltre a trovare modi per riciclarlo e per renderlo subito disponibilehttps://conserve-helium.org/ Quando l’elio liquido viene usato durante un esperimento in laboratorio, ad esempio, e non viene utilizzato alcun sistema di riciclaggio, il gas risultante viene disperso in atmosfera dove non può più essere recuperato. Di conseguenza, senza un sistema che permette il riciclo , l’elio liquido deve essere acquistato a intervalli regolari da un fornitore e può essere un costo annuo elevato per un laboratorio che si basa su operazioni a bassa temperatura. L’implementazione di un sistema di riciclo ha i vantaggi di ridurre sia i costi di laboratorio per l’elio liquido sia di consentire il riutilizzo di una risorsa limitata. Il riciclaggio può anche tutelare i ricercatori che si basano su una costante fornitura di elio liquido dall’ occasionale, ma potenzialmente invalidante, difficoltà di approvvigionamento di elio. Oltre ai sistemi che forniscono funzionalità di riciclaggio di elio, criostati a ciclo chiuso, o sistemi “a secco”, in grado di eliminare complessivamente la necessità di elio liquido.
Mentre un team di ricerca delle università britanniche di Durham e Oxford, che lavora insieme alla compagnia norvegese Elio One, sottolinea che «Fino ad ora l’elio non è mai stato trovato intenzionalmente, viene scoperto accidentalmente in piccole quantità durante le trivellazioni di petrolio e gas», ma ora è stato sviluppato un nuovo approccio esplorativo che ha portato alla scoperta di un giacimento di elio in Tanzania che si pensa sia uno dei più grandi del mondo.Combinando le conoscenze della geochimica dell’elio con le immagini sismiche delle strutture che intrappolano il gas, gli esperti hanno calcolato una risorsa probabile di 54 miliardi di piedi cubi (BCf) solo in una parte della Rift Valley. Questo è sufficiente a rifornire più di 1,2 milioni di scanner medici MRI. Questo è un game changer per il futuro della sicurezza del fabbisogno di elio della società e la scoperta di giacimenti simili in futuro potrebbe non essere molto lontana».Secondo un altro professore della Durham University, Jon Gluyas, «Questo è un esempio eccezionale di industria e università che lavorano insieme a stretto contatto per fornire un reale valore alla società. L’impatto di questa e delle future scoperte di elio garantirà l’approvvigionamento per il medical scanning e per altre industrie».Pete Barry, Dipartimento scienze della terra dell’università di Oxford, che ha campionato il gas, conclude: «Siamo in grado di applicare questa stessa strategia in altre parti del mondo con una storia geologica simile per trovare nuove risorse di elio. E’ eccitante, abbiamo collegato l’importanza dell’attività vulcanica al rilascio di elio con la presenza di potenziali strutture di cattura e questo studio rappresenta un ulteriore passo verso la creazione di un modello praticabile per l’esplorazione dell’elio. Questo è assolutamente necessario, data l’attuale domanda di elio».
