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多晶硅“中国造”
发布者:       浏览量:716       时间:2022-07-07

2021年12月,由中国化学工程华陆公司设计的四川永祥新能源有限公司2.5万吨高纯晶硅项目荣获国家优质工程奖。这是多晶硅被列为国家重点鼓励发展产业项目以来,多晶硅建设工程首次获得的国家最高等级的工程质量奖。

多晶硅是太阳能光伏电池产业、半导体工业和电子信息产业中重要的功能性材料,被誉为“产业发展基石”。它是硅材料产业链中十分重要的中间产品,按照纯度可以分为太阳能级和电子级。2005年前后伴随全球光伏产业迅速发展,太阳能电池产量快速增加,引发了全球多晶硅“缺货潮”,市场供不应求,迎来井喷式发展。

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然而,一边是全球火热的行业发展,另一边却是国内无米为炊的窘迫困境。由于多晶硅生产技术被德国、美国、日本等少数发达国家掌握,彼时中国95%以上多晶硅材料依赖进口,并且国内生产规模小、工艺技术路线不完整、环境污染重、消耗成本高,多晶硅行业一直戴着“高污染、高能耗”的帽子,成为制约信息产业和光伏产业发展的重要瓶颈。在国外实行严格的技术封锁下,中国多晶硅生产面临严重的“卡脖子”风险。如果不能实现多晶硅自主化国产化,那么 我国很难从一个光伏产业大国真正成为一个光伏产业强国。

为改变技术受制于人的被动局面,华陆公司凭借自身在有机硅、三氯氢硅合成方面积累的丰富经验,充分发挥企业自主研发技术工程化优势,由技术专家陈维平牵头组建多晶硅技术开发和工程设计团队,着手多晶硅核心工艺开发。在国外技术封锁、国内缺少资料,没有经验可借鉴的情况下,技术团队发扬“能啃、敢啃硬骨头”的精神,舍弃了几乎所有的休息时间,一头扎进研发工作中。他们反复钻研、仔细推敲,积极探索、大胆创新,攻克了还原炉高压启动、冷氢化、精馏、尾气回收等一个又一个技术难关,攀登上了一座又一座高峰。不到1年时间,成功掌握冷氢化核心技术,建立了更为节能完整的多晶硅生产工艺,填补了我国在多晶硅生产领域的多项技术空白,产品完全达到了太阳能级和高纯度电子级的国际水平。

2007年,由华陆公司负责技术开发和工程设计的江苏中能硅业科技发展有限公司1500吨/年多晶硅项目成功投产,正式结束了国内多晶硅千吨级以上无法量产的历史。该项目创造了当时的“3项世界第一”,即同类规模项目建设施工周期最短、单位产品规模投资最少、技术创新水平最高。公司冷氢化技术在江苏中能的首次成功应用,并不断在关键核心技术研发上取得突破,优于国外先进技术水平,一时间引起了全球多晶硅行业的关注,推动多晶硅格局发生重大变革。2009年,国外企业开始陆续向我国主动转让冷氢化技术,转让费迅速下跌。

华陆公司在多晶硅技术工程化上取得的突破,极大缓解了当时国内多晶硅市场供给严重不足的问题,对于保障国家产业发展安全具有重要意义。除了承接多晶硅工程项目之外,公司还积极参与国家标准和行业规范的制定工作,先后完成《多晶硅工厂设计规范》《化工建设项目环境保护监测站设计规定》等,为先进技术国产化和知识共享做出了重要贡献。

技术创新永无止境。从年产1500吨规模起步,华陆公司不断追求卓越、精益求精,形成了3000吨级、6000吨级、10000吨级、15000吨级、30000吨级等一系列完整的多晶硅技术工艺包,实现多晶硅产品由百吨级到万吨级的跨越,主要消耗指标优于国际先进水平,生产成本更是降低了95%以上,直接带动光伏发电成本大幅下降至火电先进水平,为我国多晶硅及光伏产业的快速发展提供了坚实保障。据工信部统计,2021年国内多晶硅年总产量达到50.5万吨,光伏产品出口超过284亿美元。

目前,华陆公司总体设计产能占到全国总产能的93%以上。近两年所承担的多晶硅设计项目达产后,预计可贡献清洁能源年发电约200GW。按火电测算,减少煤炭消耗约1.2亿吨标煤,降低碳排放3.5亿吨。

大力发展可再生清洁能源是实现碳达峰、碳中和的重要途径。华陆公司将矢志不渝坚持技术创新,进一步提高多晶硅品质,努力降低能耗和生产成本,力争使生产成本再降低10%,切实为推动我国光伏产业健康发展,打造高质量发展“绿色引擎”贡献央企力量。


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