طرح توجیهی تولید گاز هلیوم

بیزینس پلن و طرح توجیهی تولید گاز هلیوم به‌عنوان نقشه راه جامع و علمی، به سرمایه‌گذار کمک می‌کند تا تمامی جنبه‌های فنی، اقتصادی و بازار این پروژه را به‌صورت دقیق و منظم بررسی کند؛ این مستند با تحلیل کامل هزینه‌ها، منابع مالی، تجهیزات لازم، روند تولید و برآورد سودآوری، ریسک‌ها و فرصت‌های بازار، دید روشنی از مراحل اجرایی و بازگشت سرمایه فراهم می‌آورد و در نتیجه موجب کاهش اشتباهات احتمالی، افزایش اطمینان سرمایه‌گذار، جذب منابع مالی و تسهیل اخذ مجوزهای قانونی می‌شود؛ بنابراین طرح توجیهی، ابزاری کلیدی برای برنامه‌ریزی هوشمندانه و مدیریت موفق پروژه تولید گاز هلیوم به شمار می‌آید.

معرفی گاز هلیوم و اهمیت تولید آن در صنعت

گاز هلیوم یکی از عناصر کمیاب و بسیار ارزشمند در جهان است که با نماد شیمیایی He و عدد اتمی ۲ شناخته می‌شود. این گاز بی‌رنگ، بی‌بو، بی‌مزه و از نظر شیمیایی خنثی است و به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود در حوزه‌های مختلفی از صنعت، پزشکی، هوافضا و فناوری‌های نوین کاربرد دارد. تولید گاز هلیوم به‌طور عمده از منابع طبیعی گاز طبیعی صورت می‌گیرد، چرا که هلیوم در اعماق زمین در طی فرآیندهای تجزیه رادیواکتیو شکل می‌گیرد و همراه با گازهای طبیعی به سطح می‌رسد.

هلیوم به دلیل سبکی بسیار بالا، دمای جوش بسیار پایین (حدود ۲۶۹- درجه سلسیوس) و عدم واکنش‌پذیری، در صنایعی مانند پر کردن بالن‌ها، خنک‌سازی ابررساناها، تولید تراشه‌های الکترونیکی، تصویربرداری پزشکی MRI، و حتی در صنعت انرژی هسته‌ای به عنوان عامل خنک‌کننده استفاده می‌شود. از همین‌رو، احداث واحد تولید گاز هلیوم به عنوان یک فعالیت اقتصادی با ارزش افزوده بالا و بازار صادراتی مطلوب شناخته می‌شود.

سرمایه اولیه لازم برای راه اندازی کارخانه تولید گاز هلیوم و بررسی سود و درآمدها

جدول زیر نظر، ارائه گزارشی کلی از شرایط سرمایه ای و برآورد های مالی و اعتباری بیزینس پلن و طرح توجیهی تولید گاز هلیوم با احتساب مالکیت زمین است:

لازم به ذکراست شما سرمایه گذار و کارآفرین  عزیز می توانید با اطلاعات سلیقه ای مد نظر و اعلام جزییات مالی خود برای این پروژه یا پروژه های دیگرتان از طریق ثبت سفارش طرح های صنعتی و تولیدی اقدام به برآورد مالی و اعتباری کسب و کار خود کرده و قبل از اجرایی سازی پروژه خود چشم اندازی دقیق از جریانات نقدی طرح تان داشته باشید، آگاهی که با در دست داشتن آن می توانید اقدام به اخذ تسهیلات بانکی نمایید.

دلایل اقتصادی و استراتژیک برای سرمایه‌گذاری در تولید گاز هلیوم

سرمایه‌گذاری در تولید گاز هلیوم مزایای متعددی دارد که آن را به یکی از گزینه‌های جذاب برای کارآفرینان و سرمایه‌گذاران در حوزه صنایع گازی و پتروشیمی تبدیل کرده است. نخستین مزیت آن، کمیابی هلیوم در سطح جهان و وابستگی کشورها به واردات آن است. به‌عنوان مثال، آمریکا و قطر دو تولیدکننده اصلی هلیوم در جهان هستند، اما تقاضا از سوی صنایع مختلف بسیار بیشتر از عرضه جهانی است.

از سوی دیگر، ایران با در اختیار داشتن منابع عظیم گاز طبیعی، از ظرفیت استخراج و جداسازی گاز هلیوم برخوردار است. با وجود این پتانسیل، هنوز به‌صورت تجاری از این فرصت استفاده نشده و بیشتر منابع حاوی هلیوم بدون بازیابی سوزانده می‌شوند. لذا راه‌اندازی واحدهای صنعتی برای جداسازی و تولید هلیوم نه تنها می‌تواند ارزش افزوده فراوانی ایجاد کند، بلکه با صادرات آن به کشورهای منطقه و اروپا، منبع درآمد ارزی مهمی نیز محسوب می‌شود.

در کنار آن، به دلیل اهمیت هلیوم در صنایع پیشرفته، داشتن زنجیره تأمین پایدار برای این گاز می‌تواند برای کشورها جنبه استراتژیک داشته باشد. ایجاد زیرساخت تولید داخلی، ایران را در برابر تحریم‌ها و نوسانات بازار جهانی مصون‌تر می‌سازد.

مواد اولیه مورد نیاز و منابع تأمین گاز هلیوم

مهم‌ترین ماده اولیه برای تولید گاز هلیوم، گاز طبیعی حاوی مقادیر قابل‌توجهی هلیوم است. در برخی منابع گاز طبیعی، غلظت هلیوم به بیش از ۰.۳ درصد می‌رسد که از نظر اقتصادی برای استخراج مناسب است. این گاز معمولاً در میدان‌های گازی عمیق یافت می‌شود که در اثر تجزیه اورانیوم و توریم در سنگ‌های زیرزمینی به‌وجود آمده‌اند.

در ایران، برخی منابع گازی از جمله میدان‌های گازی در جنوب کشور (نظیر پارس جنوبی و مناطق اطراف آن)، حاوی مقادیر اندکی از هلیوم هستند. البته لازم به ذکر است که برای بهره‌برداری اقتصادی از این منابع، باید مطالعات زمین‌شناسی و نمونه‌برداری دقیق انجام شود تا میزان هلیوم موجود و ارزش اقتصادی استخراج آن مشخص گردد.

علاوه بر گاز طبیعی، به عنوان ماده اولیه مکمل، برخی افزودنی‌ها مانند نیتروژن یا هیدروژن ممکن است در فرآیند جداسازی برای افزایش راندمان مورد استفاده قرار گیرند، اما این موارد جزئی و محدود هستند.

تجهیزات و فناوری‌های مورد نیاز برای استخراج و تولید گاز هلیوم

تولید گاز هلیوم نیازمند تجهیزات تخصصی و فناوری‌های پیشرفته‌ای است که بتوانند هلیوم را از گاز طبیعی جدا کرده و به صورت خالص و قابل استفاده تجاری درآورند. این فرآیند شامل مراحل مختلفی است که هر یک به تجهیزات خاصی نیاز دارد:

1. واحد جداسازی گازها (Cryogenic Separation Unit): این واحد با استفاده از روش‌های سرمایش شدید (کرایوژنیک)، گاز طبیعی را تا دماهای بسیار پایین سرد کرده و ترکیبات مختلف آن را بر اساس نقاط جوش تفکیک می‌کند. چون هلیوم دمای جوش بسیار پایینی دارد، در انتهای این فرآیند به عنوان باقی‌مانده سبک استخراج می‌شود.
2. کمپرسورها و توربو انبساط‌دهنده‌ها: برای کاهش دما و فشار گازها در مراحل جداسازی، از تجهیزات توربینی و کمپرسورهای خاص استفاده می‌شود.
3. واحدهای خالص‌سازی (Purification Units): پس از جداسازی اولیه، گاز هلیوم ممکن است حاوی ناخالصی‌هایی مانند نیتروژن یا متان باشد. در این مرحله از فناوری‌هایی مانند جذب سطحی یا جذب در بسترهای جامد برای خالص‌سازی استفاده می‌شود.
4. سیستم‌های ذخیره‌سازی و بسته‌بندی: گاز هلیوم پس از خالص‌سازی باید در ظروف فشار بالا یا مخازن مخصوص ذخیره شود. همچنین برای صادرات نیاز به واحدهای بسته‌بندی استاندارد (کپسول‌های صنعتی) وجود دارد.
5. سیستم‌های کنترل هوشمند و اتوماسیون: کنترل دما، فشار و ترکیب گازها در تمام مراحل نیازمند سیستم‌های دقیق مانیتورینگ و اتوماسیون صنعتی است که با نرم‌افزارهای تخصصی کنترل می‌شوند.

فرآیند تولید گاز هلیوم: مراحل فنی و تخصصی

فرآیند تولید گاز هلیوم از گاز طبیعی به‌طور معمول در چند مرحله تخصصی انجام می‌شود:

1. پیش‌فرآوری گاز طبیعی: در این مرحله، ترکیبات نامطلوب مانند بخار آب، سولفید هیدروژن و دی‌اکسیدکربن از گاز طبیعی جدا می‌شوند. این کار با استفاده از واحدهای جذب شیمیایی انجام می‌شود.
2. سرمایش عمیق (Cryogenic Cooling): گاز تمیز شده وارد واحدهای سرمایشی می‌شود که تا دمای حدود ۲۶۹- درجه سانتی‌گراد سرد شده و ترکیبات آن به‌ترتیب نقطه جوش تفکیک می‌شوند. ابتدا ترکیبات سنگین مانند پروپان، بوتان و متان جدا می‌گردند.
3. استخراج هلیوم: در دمای بسیار پایین، تنها گاز هلیوم و نیتروژن باقی می‌مانند که از هم با استفاده از جذب سطحی در دمای پایین یا استفاده از مولکولارسیوهای مخصوص جدا می‌شوند.
4. خالص‌سازی نهایی: گاز هلیوم استخراج‌شده از مرحله قبل وارد واحدهای خالص‌سازی می‌شود تا به خلوص بالای ۹۹.۹۹ درصد برسد. این مرحله برای مصارف پزشکی یا صنعتی بسیار حیاتی است.
5. ذخیره‌سازی و بسته‌بندی: هلیوم نهایی در کپسول‌ها یا مخازن تحت فشار بالا ذخیره‌سازی شده و برای انتقال به بازار آماده می‌گردد.

بازار مصرف، چشم‌انداز صادرات و تحلیل اقتصادی طرح

بازار مصرف گاز هلیوم به شدت متنوع و بین‌المللی است. برخی از مهم‌ترین مصرف‌کنندگان این گاز عبارتند از:

• صنعت پزشکی: برای دستگاه‌های MRI و سیستم‌های برودتی بسیار دقیق
• صنایع الکترونیک: تولید تراشه، فیبر نوری، و نیمه‌هادی‌ها
• هوافضا و نظامی: برای پر کردن بالن‌ها، تجهیزات فضایی و سیستم‌های پرتاب
• جوشکاری صنعتی: به عنوان گاز پوششی برای جوشکاری فلزات خاص مانند آلومینیوم و تیتانیوم

در کنار تقاضای داخلی، صادرات گاز هلیوم یکی از فرصت‌های بزرگ اقتصادی برای ایران محسوب می‌شود. کشورهای همسایه و همچنین بازار اروپا به دلیل کمبود عرضه و افزایش قیمت، پذیرای واردات هلیوم از منابع جدید هستند.

از نظر تحلیل اقتصادی، با توجه به قیمت هر مترمکعب گاز هلیوم (حدود ۳۰ تا ۵۰ دلار در بازار جهانی)، و هزینه‌های متوسط استخراج و خالص‌سازی، این طرح بازگشت سرمایه بالایی دارد و در صورت دسترسی به منابع گاز مناسب، حاشیه سود آن می‌تواند بیش از ۴۰ درصد باشد. دوره بازگشت سرمایه معمولاً بین ۲ تا ۴ سال تخمین زده می‌شود.

الزامات فنی، زیرساختی و مجوزهای مورد نیاز برای راه‌اندازی کارخانه

برای راه‌اندازی واحد تولید گاز هلیوم، برخی زیرساخت‌ها و الزامات فنی و قانونی مورد نیاز است که باید به دقت در نظر گرفته شود:

• محل مناسب: نزدیکی به منابع گاز طبیعی یا پالایشگاه‌های گازی برای کاهش هزینه انتقال
• دسترسی به برق صنعتی، آب صنعتی و خطوط انتقال گاز
• اخذ مجوزهای لازم از سازمان محیط زیست، وزارت صنعت، معدن و تجارت، و سازمان استاندارد
• استفاده از نیروی انسانی متخصص در حوزه مهندسی گاز، مکانیک و کنترل فرآیند
• استانداردهای ایمنی بسیار بالا، به دلیل کار با گازهای تحت فشار و سرمایش شدید
• تهیه طرح توجیهی فنی-اقتصادی کامل و ارائه آن به بانک یا نهاد سرمایه‌گذار برای اخذ تسهیلات