La domanda di elio raddoppierà entro il 2035
L'elio è una risorsa finita che svolge un ruolo critico in diversi settori, tra cui l'imaging medico, i sistemi di gestione termica per batterie, l'ingegneria aerospaziale, i prodotti chimici e farmaceutici, la produzione di semiconduttori, la fibra ottica, la fisica delle particelle, i palloni scientifici. L'elevata conduttività termica, l'inerzia chimica e le proprietà criogeniche dell'elio si prestano in modo unico ad applicazioni con alternative limitate o inesistenti in alcuni casi. In particolare nei settori in cui non ci sono alternative praticabili all'elio, è probabile che prezzi più elevati spingano le imprese a prendere in considerazione strategie di conservazione e investire in tecnologie di recupero. Ma il nuovo rapporto "Helium Market 2025-2035: Applications, Alternatives, and Reclamation" pubblicato da IDTechEx prevede che la domanda di elio quasi raddoppierà entro il 2035.
L’elio è essenziale per la transizione energetica (ad esempio, veicoli elettrici e batterie), per la trasformazione digitale (elettronica, intelligenza artificiale, telecomunicazioni…) e nell'esplorazione spaziale, Unione europea e Canada lo classificano come minerale critico, ma la mancanza di diversificazione della produzione e le tensioni geopolitiche rendono il mercato dell'elio vulnerabile a croniche carenze di fornitura e volatilità dei prezzi.
Shababa Selim, analista tecnologico presso IDTechEx, spiega che »L'elio è ampiamente utilizzato nei processi di produzione grazie alle sue proprietà di raffreddamento e inerzia. È essenziale per la gestione termica durante la produzione di semiconduttori e per la fibra ottica ed è un componente cruciale per i processi di controllo qualità come i test di tenuta delle parti, tra cui apparecchiature HVAC, serbatoi di carburante, pacchi di batterie e componenti aerospaziali. E’ anche fondamentale per i processi di saldatura nella produzione di numerose parti, tra cui componenti elettrici e automobilistici. In particolare, l'avanzamento dei processi di produzione di semiconduttori verso nodi più piccoli (critici per l'intelligenza artificiale, i veicoli autonomi, ecc.) aumenterà anche la dipendenza dell'industria dei semiconduttori dall'elio, senza alternative attualmente praticabili«.
Il rapporto di IDTechEx esamina criticamente il modo in cui queste industrie stanno affrontando le sfide poste dalla fornitura di elio. Attraverso interviste con attori chiave, ad esempio produttori di tecnologie di recupero come Telstar e Nextrom, il rapporto evidenzia trend e attività di mercato nella conservazione dell'elio, come gli investimenti in tecnologie di recupero, e adozione di sostituti dell'elio ove possibile.
Con un punto di ebollizione normale di 4,2 K, l'elio è l'unico liquido che raggiunge temperature prossime allo zero assoluto (0 K)., quindi è fondamentale per dispositivi superconduttori come macchine MRI e NMR nei settori medico e chimico, acceleratori di particelle come il Large Hadron Collider e alcuni reattori per la fusione nucleare. Per il calcolo quantistico, diverse modalità qubit richiedono un raffreddamento tra 10 mK e 4 K in alcuni aspetti della catena di inizializzazione, manipolazione e lettura. Per accedere a temperature mK (1 mK = 0,001 K), l'uso di elio all'interno dei criostati è attualmente essenziale.
Negli ultimi decenni, gli scanner MRI sono stati la principale applicazione dell'elio, tuttavia, i miglioramenti nell'hardware (ad esempio, progetti sigillati a vita), nel software (ad esempio, AI, apprendimento profondo) e negli sviluppi dei materiali (ad esempio, metamateriali, superconduttori ad alta temperatura) stanno annunciando una storia di successo nella riduzione dei requisiti di elio. Il analizza criticamente i progressi tecnologici che guidano i trend nella domanda di elio per MRI, NMR, calcolo quantistico e altro ancora.
Selim evidenzia che «L'elio svolge un ruolo significativo in molti aspetti dell'industria aerospaziale. Viene utilizzato come gas inerte per spurgare i sistemi a idrogeno, pressurizzare i sistemi di fluidi di terra e di volo, testare le perdite dei componenti e funge da gas di protezione durante la saldatura di precisione. Viene anche utilizzato come criogeno per raffreddare i componenti. Negli ultimi cinque anni, la frequenza dei lanci orbitali è aumentata vertiginosamente, con entità commerciali che sono diventate sempre più fondamentali per l'espansione del settore. Questa crescita sottolinea il ruolo critico dell'elio, consolidando ulteriormente il suo status di risorsa indispensabile nel settore». Il rapporto di IDTechEx fornisce una previsione decennale che descrive in dettaglio la domanda prevista di elio nel settore aerospaziale.
Sebbene si preveda un aumento della capacità produttiva di elio qualora Qatar e Russia decidessero di incrementarne la produzione, considerando le tensioni geopolitiche nelle regioni in cui l'elio viene prodotto in grandi quantità, questo non garantisce necessariamente in futuro un approvvigionamento di elio senza problemi,
Un numero crescente di piccoli operatori indipendenti sta esplorando l’utilizzo di l'elio primario/verde da riserve geologiche in cui è presente in gas non idrocarburici. Ma Selim fa notare che «Chiarire le prospettive di capacità produttiva a medio e lungo termine richiede dati e convalida estesi. Questi progetti stanno sfruttando sistemi di separazione a basso capex, ad esempio tecnologie a membrana e PSA, per aggiornare e purificare l'elio nei siti dei pozzi o negli impianti di lavorazione locali». Basandosi su approfondimenti raccolti dai fornitori di tecnologie di separazione dell'elio, ad esempio UGS e Generon, il rapporto di IDTechEx confronta in modo completo i meriti e le sfide delle tecnologie di separazione e purificazione dell'elio.
Storicamente, il prezzo dell'elio è stato basso, il che ha reso economicamente impraticabile pensare a innovazioni, ricerche alternative e adozione di tecnologie di recupero dell'elio. Ma ora la sicurezza dell'approvvigionamento di elio è messa in dubbio da tensioni geopolitiche e contributi multifattoriali che influenzano il mercato, in particolare nei settori in cui non ci sono alternative praticabili all'elio, è probabile che prezzi più elevati spingano le aziende a considerare strategie di conservazione e investire in tecnologie di recupero.
