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(chi)產業迅猛增(zeng)長(chang)，與之相伴的(de)是高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅(gui)井噴式(shi)發(fa)展。彼時，高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅(gui)生產技術高(gao)(gao)度(du)集中于少數發(fa)達國家，中國95%以上的(de)高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅(gui)材料嚴重依賴進口。工藝技術不完(wan)整、環(huan)境污(wu)染(ran)重、消耗成本高(gao)(gao)等問題成為制約我國高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅(gui)規模化生產的(de)“絆腳石”。

面對國(guo)(guo)(guo)外重(zhong)重(zhong)技(ji)術封鎖(suo)，華陸公(gong)司(si)毅然組建高純晶硅(gui)技(ji)術團(tuan)隊（材(cai)料(liao)能(neng)源(yuan)事業部的(de)(de)前身(shen)），矢志扭(niu)轉我國(guo)(guo)(guo)高純晶硅(gui)行業長期受制于(yu)人(ren)的(de)(de)被動(dong)局面。憑借著華陸公(gong)司(si)自(zi)身(shen)在有機硅(gui)、三(san)氯(lv)氫(qing)硅(gui)合成方面積累的(de)(de)深(shen)厚經驗和技(ji)術優勢，團(tuan)隊在光伏領域不斷攻關探索，成功掌(zhang)握了以冷氫(qing)化技(ji)術為(wei)核心的(de)(de)光伏材(cai)料(liao)高純晶硅(gui)工(gong)藝技(ji)術體系，打(da)破了國(guo)(guo)(guo)外技(ji)術壟(long)斷。自(zi)此，中(zhong)國(guo)(guo)(guo)一舉成為(wei)全球第四個擁有此項核心技(ji)術的(de)(de)國(guo)(guo)(guo)家，為(wei)我國(guo)(guo)(guo)光伏產業植(zhi)入了強勁(jing)的(de)(de)“中(zhong)國(guo)(guo)(guo)芯(xin)”。

2007年(nian)，我(wo)國(guo)第一套使(shi)用(yong)冷(leng)氫化技(ji)術(shu)的(de)高(gao)(gao)純(chun)晶硅生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)在(zai)江(jiang)蘇中能建(jian)成(cheng)投(tou)產(chan)。此后，華陸公司高(gao)(gao)純(chun)晶硅團隊通過持(chi)續不斷的(de)改良優化，二(er)代、三代、四代和(he)五代技(ji)術(shu)相繼誕生(sheng)，2021年(nian)10月，第五代冷(leng)氫化技(ji)術(shu)在(zai)新特能源股份有限(xian)公司高(gao)(gao)純(chun)晶硅項目(mu)首(shou)次(ci)應用(yong)建(jian)成(cheng)投(tou)產(chan)，不僅將單套冷(leng)氫化裝(zhuang)置(zhi)的(de)四氯化硅處理能力提高(gao)(gao)到全(quan)球最大的(de)35萬(wan)噸(dun)/年(nian)，還在(zai)四氯化硅轉(zhuan)化率、能耗等關鍵指(zhi)標上超越了(le)國(guo)內外所有同類裝(zhuang)置(zhi)，樹(shu)立了(le)行(xing)業新標桿。采用(yong)該技(ji)術(shu)的(de)高(gao)(gao)純(chun)晶硅產(chan)品質量穩定，生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)降低了(le)94.8%。

經(jing)過近20年不間斷的(de)(de)技(ji)術迭代創新和工程實踐，華陸公司(si)成功(gong)打造(zao)一(yi)套涵蓋3000噸(dun)級到10萬(wan)噸(dun)級的(de)(de)系列高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅技(ji)術工藝包，實現(xian)(xian)了高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅產(chan)(chan)品規模由(you)千噸(dun)級到20萬(wan)噸(dun)級的(de)(de)歷史性跨(kua)越。目(mu)前(qian)，華陸公司(si)采用(yong)的(de)(de)專有專利高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅制備技(ji)術在國內市場累計(ji)推廣43項，承擔設(she)計(ji)的(de)(de)國內外高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅總產(chan)(chan)能(neng)累計(ji)超300萬(wan)噸(dun)。這些(xie)項目(mu)全部達產(chan)(chan)后年可新增光伏裝(zhuang)機容量(liang)1800吉瓦，年發(fa)電量(liang)約2.37萬(wan)億千瓦時，相當于21個三峽電站的(de)(de)發(fa)電量(liang)，為保障國家能(neng)源安(an)全、實現(xian)(xian)“雙碳”目(mu)標提供了技(ji)術支撐(cheng)。

高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅制備核(he)心(xin)技術主要包括冷氫(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)、精餾(liu)、還原(yuan)和尾氣(qi)回收四大核(he)心(xin)單元。其中(zhong)，冷氫(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)是(shi)高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅生(sheng)(sheng)(sheng)產的(de)核(he)心(xin)裝(zhuang)置(zhi)，能將高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅生(sheng)(sheng)(sheng)產中(zhong)副產的(de)四氯化(hua)(hua)硅轉化(hua)(hua)為(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)產高(gao)(gao)純(chun)晶(jing)硅的(de)原(yuan)料——三氯氫(qing)(qing)(qing)硅。與傳統熱氫(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)工藝相比，冷氫(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)技術具有轉化(hua)(hua)率高(gao)(gao)、能耗(hao)低、投(tou)資小等特點(dian)，大大降低了裝(zhuang)置(zhi)的(de)初始投(tou)資和運(yun)行(xing)成(cheng)本。

華(hua)陸公司材料能(neng)源事業部總(zong)經理姚又省告訴記者，采用第五代技(ji)術的冷氫(qing)(qing)化(hua)裝置，實現了反應器直徑從0.9米到4.5米的飛躍，四氯(lv)化(hua)硅轉化(hua)率(lv)提升(sheng)至(zhi)28%~30%。同(tong)時(shi)，三氯(lv)氫(qing)(qing)硅電(dian)耗從1000千瓦時(shi)/噸(dun)降至(zhi)150千瓦時(shi)/噸(dun)，為目前國(guo)外冷氫(qing)(qing)化(hua)技(ji)術的1/3左右，不到傳統熱(re)氫(qing)(qing)化(hua)工藝的6%。

精餾(liu)是高純晶硅(gui)制備(bei)的(de)(de)關鍵(jian)環節(jie)。華陸(lu)公(gong)司高純晶硅(gui)團隊開發(fa)的(de)(de)熱量耦合技術，成功(gong)將(jiang)精餾(liu)裝置(zhi)從(cong)原(yuan)有的(de)(de)11塔(ta)精餾(liu)改進為(wei)7塔(ta)精餾(liu)流程(cheng)，設(she)備(bei)投資成本降低(di)60％以上。

這一技(ji)術(shu)(shu)革(ge)新，在實現了精餾裝置從零耦合到兩塔(ta)(ta)(ta)、三塔(ta)(ta)(ta)和四塔(ta)(ta)(ta)等多(duo)塔(ta)(ta)(ta)耦合升(sheng)級(ji)換代的同時(shi)，還將蒸(zheng)汽單耗從1.60噸(dun)(dun)/噸(dun)(dun)三氯氫(qing)硅(gui)降低至(zhi)0.51噸(dun)(dun)/噸(dun)(dun)三氯氫(qing)硅(gui)（TCS），精餾技(ji)術(shu)(shu)取得重大(da)突破。

2022年12月，“光(guang)伏電(dian)子材料(liao)高純(chun)晶硅新工(gong)藝技(ji)術及產業(ye)化應用(yong)”通過(guo)中(zhong)國石油(you)(you)和化學(xue)工(gong)業(ye)聯(lian)(lian)合(he)會(hui)科(ke)(ke)技(ji)成果(guo)鑒定，總體處于國際領先(xian)水平。1年后，該(gai)技(ji)術獲中(zhong)國石油(you)(you)和化學(xue)工(gong)業(ye)聯(lian)(lian)合(he)會(hui)科(ke)(ke)技(ji)進(jin)步一(yi)等獎。

創新永(yong)無止境。華(hua)陸(lu)公司材(cai)料能源事業(ye)部(bu)經過不斷攻堅克難，冷氫化(hua)(hua)技術(shu)再(zai)次取得里程(cheng)碑(bei)式的突破。2024年10月(yue)，第五代(dai)pro版冷氫化(hua)(hua)技術(shu)在徐州中能實現工業(ye)化(hua)(hua)并順利投產，四氯化(hua)(hua)硅處理能力、轉化(hua)(hua)率、電耗及(ji)蒸汽消(xiao)耗相(xiang)較于第五代(dai)冷氫化(hua)(hua)技術(shu)，又有了一次質的飛躍，中國(guo)光伏(fu)這張“名(ming)片”越擦越亮。

此(ci)外，華陸公司還成(cheng)立了高純晶硅(gui)項(xiang)目(mu)群技(ji)術(shu)(shu)委員(yuan)會，全面負責(ze)項(xiang)目(mu)總體(ti)方案把控，確保每(mei)個項(xiang)目(mu)方案都能達到(dao)最優。作為高純晶硅(gui)項(xiang)目(mu)群總技(ji)術(shu)(shu)負責(ze)人，今(jin)年已67歲高齡(ling)的石油和(he)(he)化工行業(ye)勘察設計大(da)師(shi)、華陸公司高純晶硅(gui)技(ji)術(shu)(shu)創(chuang)始(shi)人、材料能源(yuan)事業(ye)部原總工程師(shi)陳(chen)維平，依然保持(chi)著對工作的極高熱情和(he)(he)對技(ji)術(shu)(shu)的無限執著，為華陸公司發展(zhan)貢獻力(li)量。

急難險(xian)重關頭，華陸公司還創(chuang)新(xin)推(tui)行(xing)(xing)主(zhu)(zhu)項(xiang)(xiang)負責(ze)人制，確保項(xiang)(xiang)目(mu)的(de)執(zhi)行(xing)(xing)質(zhi)量與(yu)技術的(de)接續(xu)傳承(cheng)。根據高純晶硅產品的(de)主(zhu)(zhu)項(xiang)(xiang)特征(zheng)，從工藝、管道、結構(gou)、電(dian)氣、自控等主(zhu)(zhu)要(yao)設計專業(ye)選(xuan)配經驗(yan)豐富(fu)、責(ze)任心強(qiang)、能打硬仗的(de)骨干人員擔(dan)任主(zhu)(zhu)項(xiang)(xiang)負責(ze)人，提高了項(xiang)(xiang)目(mu)設計的(de)效率和質(zhi)量。

高純(chun)晶硅還(huan)原裝置、整(zheng)(zheng)理裝置為(wei)潔(jie)凈廠房，需(xu)(xu)要多專(zhuan)業(ye)(ye)配合，設(she)計(ji)(ji)難度極大。華陸(lu)公司大膽優化傳統設(she)計(ji)(ji)流程，根據(ju)專(zhuan)業(ye)(ye)特(te)(te)點調整(zheng)(zheng)專(zhuan)業(ye)(ye)分工，設(she)計(ji)(ji)團(tuan)隊打破(po)常規，將建(jian)筑專(zhuan)業(ye)(ye)提(ti)到了(le)前端，結果僅用了(le)不到1個半月就完成了(le)建(jian)筑圖設(she)計(ji)(ji)，為(wei)業(ye)(ye)主(zhu)土建(jian)施(shi)工創造了(le)有利(li)條(tiao)件。同時，針對高純(chun)晶硅項(xiang)目所需(xu)(xu)冷量大、規格多的特(te)(te)點，以往冷凍(dong)站(zhan)由工藝(yi)專(zhuan)業(ye)(ye)主(zhu)導(dao)，管(guan)道專(zhuan)業(ye)(ye)完成設(she)備布置和配管(guan)，團(tuan)隊還(huan)將冷凍(dong)站(zhan)設(she)計(ji)(ji)調整(zheng)(zheng)由既熟(shu)悉(xi)工藝(yi)系統、又熟(shu)悉(xi)管(guan)道設(she)計(ji)(ji)的熱工專(zhuan)業(ye)(ye)完成，縮短了(le)設(she)計(ji)(ji)周期。

面(mian)對(dui)新一(yi)輪科技革命與產(chan)業變革，中(zhong)國(guo)(guo)化(hua)學華陸公司材料(liao)能源事業部(bu)團隊始終堅持(chi)創新驅動發(fa)展，以“燈火(huo)通明搞科研”的精神，大踏步向“新”而行，持(chi)續(xu)強化(hua)高(gao)純晶硅拳(quan)頭(tou)產(chan)品技術創新引(yin)領(ling)，加快培(pei)育新質生產(chan)力，矢志為(wei)助力全球綠色低碳轉型與可持(chi)續(xu)發(fa)展不(bu)斷作出國(guo)(guo)資央(yang)企新貢獻(xian)。