歷經10多年的高速發展，光伏組件已成為我國出口的“新三樣”之一，令世界矚目。作為光伏電子的核心材料，目前我國高純晶硅的產量在全球占比超九成。從被國外技術封鎖到自主創新再到如今技術和規模領先全球，這一跨越與高純晶硅生產核心關鍵技術國產化息息相關。成就這一強國夢想的，就是近日獲得“中央企業先進集體”榮譽稱號的中國化學華陸工程科技有限責任公司材料能源事業部。

2005年，全球太陽能電池產(chan)業迅(xun)猛增長，與之相伴的是高(gao)(gao)純晶(jing)(jing)硅(gui)井噴式發(fa)展。彼時(shi)，高(gao)(gao)純晶(jing)(jing)硅(gui)生產(chan)技術高(gao)(gao)度集中(zhong)(zhong)于少(shao)數發(fa)達(da)國家，中(zhong)(zhong)國95%以上(shang)的高(gao)(gao)純晶(jing)(jing)硅(gui)材(cai)料(liao)嚴重依賴(lai)進口。工藝技術不完整(zheng)、環境污染重、消耗成(cheng)本高(gao)(gao)等問題(ti)成(cheng)為制約我國高(gao)(gao)純晶(jing)(jing)硅(gui)規模(mo)化生產(chan)的“絆腳石”。

面(mian)(mian)對國(guo)(guo)(guo)外重(zhong)重(zhong)技(ji)(ji)術(shu)封鎖，華陸公司(si)毅然組建高純(chun)晶(jing)硅(gui)技(ji)(ji)術(shu)團隊（材料(liao)能(neng)源(yuan)事業(ye)部的前身），矢(shi)志(zhi)扭轉我國(guo)(guo)(guo)高純(chun)晶(jing)硅(gui)行業(ye)長期受制于人的被動(dong)局面(mian)(mian)。憑借著(zhu)華陸公司(si)自身在(zai)有(you)機硅(gui)、三氯氫(qing)(qing)硅(gui)合(he)成(cheng)方(fang)面(mian)(mian)積累的深厚(hou)經驗和技(ji)(ji)術(shu)優勢(shi)，團隊在(zai)光(guang)伏(fu)領域不斷攻(gong)關探索(suo)，成(cheng)功掌握(wo)了(le)以冷氫(qing)(qing)化技(ji)(ji)術(shu)為核心的光(guang)伏(fu)材料(liao)高純(chun)晶(jing)硅(gui)工藝技(ji)(ji)術(shu)體系，打(da)破了(le)國(guo)(guo)(guo)外技(ji)(ji)術(shu)壟斷。自此(ci)，中國(guo)(guo)(guo)一舉成(cheng)為全球第(di)四個擁有(you)此(ci)項核心技(ji)(ji)術(shu)的國(guo)(guo)(guo)家，為我國(guo)(guo)(guo)光(guang)伏(fu)產業(ye)植入了(le)強(qiang)勁的“中國(guo)(guo)(guo)芯”。

2007年，我國(guo)第(di)一套(tao)使用冷氫化技(ji)術(shu)的(de)高(gao)純(chun)晶(jing)硅生產裝置(zhi)在(zai)江蘇中能建成投(tou)產。此后，華陸公(gong)司高(gao)純(chun)晶(jing)硅團隊通過持續不斷的(de)改良優化，二代(dai)(dai)、三代(dai)(dai)、四(si)(si)代(dai)(dai)和五(wu)代(dai)(dai)技(ji)術(shu)相繼誕生，2021年10月(yue)，第(di)五(wu)代(dai)(dai)冷氫化技(ji)術(shu)在(zai)新(xin)特(te)能源(yuan)股份有(you)限(xian)公(gong)司高(gao)純(chun)晶(jing)硅項目首次(ci)應用建成投(tou)產，不僅將單套(tao)冷氫化裝置(zhi)的(de)四(si)(si)氯(lv)(lv)化硅處理能力提高(gao)到全球最大的(de)35萬(wan)噸/年，還在(zai)四(si)(si)氯(lv)(lv)化硅轉化率、能耗等(deng)關鍵指標上超越了國(guo)內(nei)外所有(you)同類裝置(zhi)，樹(shu)立(li)了行業(ye)新(xin)標桿。采用該技(ji)術(shu)的(de)高(gao)純(chun)晶(jing)硅產品質量穩定，生產成本降低了94.8%。

經過近20年不間斷的技(ji)術迭代創新(xin)和工(gong)程實(shi)踐，華(hua)陸公(gong)司(si)成功打造(zao)一套涵蓋3000噸(dun)級(ji)(ji)到(dao)10萬(wan)噸(dun)級(ji)(ji)的系列高純晶(jing)硅技(ji)術工(gong)藝包，實(shi)現了(le)高純晶(jing)硅產(chan)品規模由千(qian)噸(dun)級(ji)(ji)到(dao)20萬(wan)噸(dun)級(ji)(ji)的歷史性跨越。目前，華(hua)陸公(gong)司(si)采(cai)用的專有專利高純晶(jing)硅制備技(ji)術在國(guo)內市場累計(ji)推廣(guang)43項，承擔設計(ji)的國(guo)內外(wai)高純晶(jing)硅總產(chan)能累計(ji)超300萬(wan)噸(dun)。這些項目全部達產(chan)后年可新(xin)增光伏裝機容量(liang)1800吉瓦(wa)，年發電量(liang)約(yue)2.37萬(wan)億(yi)千(qian)瓦(wa)時，相當于21個三(san)峽電站的發電量(liang)，為保障國(guo)家能源(yuan)安全、實(shi)現“雙碳”目標提(ti)供了(le)技(ji)術支撐。

高(gao)純(chun)(chun)晶硅(gui)(gui)制(zhi)備(bei)核心(xin)技術主要包括冷(leng)氫(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)、精餾、還原(yuan)和(he)尾氣回(hui)收四大(da)(da)核心(xin)單(dan)元。其中(zhong)，冷(leng)氫(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)是高(gao)純(chun)(chun)晶硅(gui)(gui)生(sheng)(sheng)產(chan)的核心(xin)裝(zhuang)(zhuang)置，能將高(gao)純(chun)(chun)晶硅(gui)(gui)生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)副產(chan)的四氯化(hua)(hua)硅(gui)(gui)轉(zhuan)化(hua)(hua)為生(sheng)(sheng)產(chan)高(gao)純(chun)(chun)晶硅(gui)(gui)的原(yuan)料(liao)——三氯氫(qing)(qing)(qing)硅(gui)(gui)。與傳統熱氫(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)工藝相(xiang)比，冷(leng)氫(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)技術具(ju)有轉(zhuan)化(hua)(hua)率高(gao)、能耗低、投(tou)資(zi)小(xiao)等特點，大(da)(da)大(da)(da)降低了裝(zhuang)(zhuang)置的初(chu)始(shi)投(tou)資(zi)和(he)運(yun)行成本。

華陸公司材料(liao)能源事業部總(zong)經理(li)姚又(you)省告訴記者，采(cai)用第五(wu)代(dai)技(ji)術的冷氫(qing)化(hua)裝置，實現了反應器直徑從(cong)0.9米到(dao)4.5米的飛躍，四氯化(hua)硅轉化(hua)率(lv)提升至28%~30%。同時，三氯氫(qing)硅電耗從(cong)1000千瓦時/噸降至150千瓦時/噸，為(wei)目前國外冷氫(qing)化(hua)技(ji)術的1/3左右(you)，不(bu)到(dao)傳(chuan)統(tong)熱氫(qing)化(hua)工藝的6%。

精(jing)餾(liu)是(shi)高純晶硅(gui)(gui)制備的(de)關(guan)鍵環節。華陸公司高純晶硅(gui)(gui)團(tuan)隊開發的(de)熱量耦合技術，成功將精(jing)餾(liu)裝置從(cong)原有(you)的(de)11塔(ta)精(jing)餾(liu)改進為7塔(ta)精(jing)餾(liu)流程，設備投資成本降低60％以上。

這一技(ji)術革(ge)新，在實現了精(jing)餾(liu)裝置(zhi)從(cong)(cong)零耦合(he)到(dao)兩(liang)塔(ta)、三塔(ta)和四塔(ta)等多(duo)塔(ta)耦合(he)升(sheng)級換(huan)代(dai)的同(tong)時，還將(jiang)蒸汽單(dan)耗從(cong)(cong)1.60噸(dun)/噸(dun)三氯氫硅(gui)降低(di)至0.51噸(dun)/噸(dun)三氯氫硅(gui)（TCS），精(jing)餾(liu)技(ji)術取得重(zhong)大突破(po)。

2022年12月(yue)，“光伏電子(zi)材料高純晶硅新工(gong)藝技術及產業化應(ying)用(yong)”通過中國石油(you)和(he)化學工(gong)業聯合會科技成果(guo)鑒定，總體處于國際領(ling)先水平。1年后，該技術獲中國石油(you)和(he)化學工(gong)業聯合會科技進步一等獎。

創(chuang)新永無止境。華陸公(gong)司材(cai)料能源事業部經(jing)過不斷攻堅克(ke)難，冷氫化技(ji)術(shu)再(zai)次取得(de)里程(cheng)碑式(shi)的(de)突破。2024年10月，第(di)五(wu)代(dai)pro版冷氫化技(ji)術(shu)在徐州中(zhong)能實現工業化并順利投產，四(si)氯化硅(gui)處理能力、轉化率(lv)、電耗及蒸汽(qi)消耗相較于(yu)第(di)五(wu)代(dai)冷氫化技(ji)術(shu)，又(you)有了一次質的(de)飛躍，中(zhong)國光伏這(zhe)張“名片”越(yue)擦(ca)越(yue)亮(liang)。

此外，華陸公司還(huan)成(cheng)立(li)了(le)高(gao)純(chun)晶硅項(xiang)目(mu)(mu)群技(ji)術(shu)委員(yuan)會，全面負責項(xiang)目(mu)(mu)總(zong)(zong)體方案(an)把控(kong)，確保每個(ge)項(xiang)目(mu)(mu)方案(an)都(dou)能(neng)(neng)達到最優。作為高(gao)純(chun)晶硅項(xiang)目(mu)(mu)群總(zong)(zong)技(ji)術(shu)負責人(ren)(ren)，今年已67歲(sui)高(gao)齡的石油和(he)化工(gong)行業(ye)勘察設計大師、華陸公司高(gao)純(chun)晶硅技(ji)術(shu)創(chuang)始(shi)人(ren)(ren)、材料能(neng)(neng)源事業(ye)部(bu)原總(zong)(zong)工(gong)程師陳維(wei)平，依然保持著對(dui)工(gong)作的極高(gao)熱情和(he)對(dui)技(ji)術(shu)的無限(xian)執著，為華陸公司發展貢獻力量。

急難險重關頭，華(hua)陸公司(si)還創新推行主(zhu)項(xiang)(xiang)負責人制，確保項(xiang)(xiang)目(mu)的(de)執行質量與技術(shu)的(de)接續傳承。根據(ju)高純晶硅(gui)產品的(de)主(zhu)項(xiang)(xiang)特征，從工藝、管道、結構、電氣、自控等主(zhu)要設計專業選配經驗豐富、責任(ren)心強、能打硬仗的(de)骨干(gan)人員擔任(ren)主(zhu)項(xiang)(xiang)負責人，提高了項(xiang)(xiang)目(mu)設計的(de)效率和質量。

高純(chun)晶硅(gui)還(huan)原(yuan)裝置、整理裝置為潔凈廠房，需(xu)要多專(zhuan)業(ye)(ye)配(pei)合，設(she)計(ji)難度極(ji)大(da)。華陸公司大(da)膽優(you)化(hua)傳統(tong)(tong)設(she)計(ji)流程，根據專(zhuan)業(ye)(ye)特點(dian)調(diao)整專(zhuan)業(ye)(ye)分工，設(she)計(ji)團(tuan)隊(dui)打破常規，將建筑專(zhuan)業(ye)(ye)提到(dao)了(le)前(qian)端，結(jie)果(guo)僅(jin)用了(le)不(bu)到(dao)1個半月就(jiu)完(wan)(wan)成(cheng)了(le)建筑圖設(she)計(ji)，為業(ye)(ye)主土(tu)建施工創造了(le)有利條(tiao)件。同時，針對高純(chun)晶硅(gui)項(xiang)目所(suo)需(xu)冷(leng)(leng)量大(da)、規格多的(de)特點(dian)，以往(wang)冷(leng)(leng)凍站(zhan)由(you)工藝(yi)專(zhuan)業(ye)(ye)主導，管道專(zhuan)業(ye)(ye)完(wan)(wan)成(cheng)設(she)備布置和(he)配(pei)管，團(tuan)隊(dui)還(huan)將冷(leng)(leng)凍站(zhan)設(she)計(ji)調(diao)整由(you)既熟悉(xi)工藝(yi)系統(tong)(tong)、又熟悉(xi)管道設(she)計(ji)的(de)熱工專(zhuan)業(ye)(ye)完(wan)(wan)成(cheng)，縮短了(le)設(she)計(ji)周(zhou)期。

面對新(xin)一輪科技革命與產業(ye)變革，中國化學華陸(lu)公司材料能源事業(ye)部團(tuan)隊始終(zhong)堅持創新(xin)驅(qu)動發展，以(yi)“燈火通明搞科研(yan)”的精(jing)神，大(da)踏步向“新(xin)”而行，持續強化高純晶(jing)硅拳頭產品技術創新(xin)引(yin)領，加快培育新(xin)質生產力，矢(shi)志為助力全球綠色低碳(tan)轉型與可持續發展不斷作出(chu)國資(zi)央企新(xin)貢獻。