I.Przegląd branży i postęp technologiczny
Poliakrylamid (PAM), jako jeden z najważniejszych środków chemicznych do uzdatniania wody, poczynił w ostatnich latach znaczne postępy w zakresie innowacji technologicznych i zastosowań rynkowych. Według najnowszego raportu badań rynkowych globalny rynek PAM osiągnął wartość 4,58 miliarda dolarów w 2023 r. i przewiduje się, że do 2028 r. wzrośnie do 6,23 miliarda dolarów, przy skumulowanej rocznej stopie wzrostu wynoszącej 6,3%. Sektor uzdatniania wody odpowiada za ponad 65% całkowitego zużycia, będąc głównym motorem wzrostu branży.
1. Przełomy w anionowym poliakrylamidzie (APAM)
W 2023 r. zespół badawczy z University of Science and Technology of China opublikował znaczące odkrycia w *Nature Water*, z powodzeniem opracowując nowy materiał APAM o cechach „inteligentnej odpowiedzi”. Wykorzystując technologię imprintingu molekularnego, ten produkt może automatycznie dostosowywać swoją konfigurację molekularną na podstawie typów zanieczyszczeń w wodzie, zwiększając wydajność usuwania jonów metali ciężkich o 40%, co jest szczególnie przydatne w oczyszczaniu ścieków górniczych. Dane terenowe z projektu oczyszczania ścieków z kopalni miedzi w Jiangxi wykazały, że ten materiał osiągnął 99,2% usuwania jonów miedzi, jednocześnie zmniejszając koszty oczyszczania o 35%.
Jednocześnie japońska firma Mitsubishi Chemical wprowadziła serię APAM odporną na wysokie temperatury, która utrzymuje stabilną wydajność w zakresie 80–120°C, rozwiązując problemy techniczne w oczyszczaniu ścieków z pól naftowych i gazowych. Produkt ten wykazał wyjątkową wydajność w systemie oczyszczania wody z pól naftowych Saudi Aramco, przyspieszając szybkość tworzenia się kłaczków o 50% i skracając czas osiadania do dwóch trzecich czasu konwencjonalnych produktów.
2. Ulepszenia technologiczne w poliakrylamidzie kationowym (CPAM)
Sektor oczyszczania osadów ściekowych doświadczył transformacyjnych zmian. Na początku 2024 r. niemiecka firma BASF wprowadziła na rynek produkt CPAM nowej generacji o ultrawysokiej masie cząsteczkowej przekraczającej 20 milionów daltonów. Dzięki specjalistycznej technologii sieciowania produkt ten tworzy gęstsze struktury sieciowe podczas odwadniania osadów ściekowych, osiągając wilgotność osadu po odwodnieniu poniżej 58% — co stanowi 10-punktową poprawę w porównaniu z konwencjonalnymi produktami. Po wdrożeniu tej technologii paryska miejska oczyszczalnia ścieków zwiększyła wydajność oczyszczania osadów ściekowych o 30%, jednocześnie zmniejszając zużycie chemikaliów o 15%.
Co ważniejsze, holenderski startup opracował biosyntetyczny CPAM przy użyciu technologii edycji genów CRISPR. Wyprodukowany poprzez inżynieryjną fermentację *E. coli*, proces ten całkowicie unika użycia monomeru akrylamidu, zmniejszając ekotoksyczność produktu o 90% i obniżając emisję dwutlenku węgla o 65% podczas produkcji. Chociaż obecne koszty pozostają o ~20% wyższe niż w przypadku metod syntezy chemicznej, oczekuje się znacznych przewag konkurencyjnych po osiągnięciu produkcji na skalę do 2026 r.
3. Rozszerzone zastosowania niejonowego poliakrylamidu (NPAM)
NPAM wykazuje wyjątkowe zalety w specjalistycznym uzdatnianiu wody. Pod koniec 2023 r. Dow Chemical wprowadził serię NPAM wrażliwą na pH, która automatycznie dostosowuje wydłużenie łańcucha cząsteczkowego w zakresie pH 2–12, poprawiając wydajność wychwytywania zawiesin stałych w skali nano o 3–5 razy. Technologia ta została pomyślnie zastosowana w przygotowaniu ultraczystej wody dla przemysłu półprzewodnikowego, osiągając standardy jakości wody na poziomie 18,2 MΩ·cm.
Południowokoreańscy naukowcy opracowali NPAM, który ulega degradacji w świetle widzialnym, wprowadzając jednostki strukturalne azobenzenu. Pozostałości polimerów mogą ulegać degradacji do związków małocząsteczkowych w ciągu 48 godzin pod wpływem światła naturalnego, całkowicie rozwiązując tradycyjne problemy z pozostałościami PAM. Ta technologia została przetestowana w wybranych zakładach uzdatniania wody pitnej w Seulu, a jej komercjalizacja jest spodziewana do 2025 r.
II. Dynamika rynku i rozwój regionalny
1. Zmiany w globalnym krajobrazie rynkowym
Region Azji i Pacyfiku stał się najszybciej rozwijającym się rynkiem PAM, odpowiadając za 46% globalnej konsumpcji w 2023 r., przy czym Chiny odpowiadają za większość wzrostu. Dane z China Petroleum and Chemical Industry Federation pokazują, że produkcja PAM w Chinach osiągnęła 920 000 ton w 2023 r., a import utrzymuje 15% roczną stopę wzrostu — szczególnie w przypadku wysokiej klasy produktów CPAM, gdzie zależność od importu utrzymuje się na poziomie 40%.
Rynek europejski wykazuje zróżnicowane trendy. Dzięki surowym przepisom ochrony środowiska biodegradowalne produkty PAM zwiększyły swój udział w rynku z 8% w 2020 r. do 22% w 2023 r. Francuska firma Veolia ogłosiła plany całkowitego zastąpienia tradycyjnego CPAM zielonymi alternatywami do 2026 r.
Rynek północnoamerykański, napędzany rozwojem gazu łupkowego, nadal ma silny popyt na APAM. Import PAM do USA wzrósł o 18% w 2023 r., przy czym 60% wykorzystano na oczyszczanie ścieków z wydobycia ropy naftowej i gazu. Co godne uwagi, Meksyk stał się nowym centrum produkcyjnym, a wiele korporacji międzynarodowych utworzyło lokalne bazy produkcyjne.
2. Ceny i dynamika łańcucha dostaw
W latach 2023–2024 rynki surowców PAM doświadczyły znacznych wahań. Ceny monomeru akrylamidu osiągnęły rekordowo wysokie wartości w trzecim kwartale 2023 r., ale powróciły do rozsądnych poziomów w drugim kwartale 2024 r., ponieważ Chiny dodały nowe moce produkcyjne. Jednak ceny kationowego odczynnika DMC (chlorek metakryloyloksyetylotrimetyloamoniowy) nadal rosły z powodu ograniczonej podaży tlenku propylenu w górnym biegu rzeki, zwiększając koszty produkcji CPAM o 12–15%.
Jeśli chodzi o łańcuchy dostaw, liderzy branży przyspieszyli integrację pionową. Grupa Solvay zainwestowała 300 mln euro w nową zintegrowaną bazę produkcyjną w Belgii, umożliwiając produkcję pełnego procesu od akrylonitrylu do produktów końcowych. Oczekuje się, że zostanie uruchomiona w 2025 r., co obniży koszty kompleksowe o 20%. Małe i średnie przedsiębiorstwa przesunęły się w stronę specjalizacji — na przykład włoska firma Italmatch skupiła się na opracowaniu specjalistycznych formulacji APAM do odsalania wody morskiej.
Czas publikacji: 09-05-2025