I.Pregled industrije in tehnološki napredek
Poliakrilamid (PAM), kot ena najpomembnejših kemikalij za čiščenje vode, je v zadnjih letih dosegel pomemben napredek na področju tehnoloških inovacij in tržnih aplikacij. Glede na najnovejše poročilo o tržnih raziskavah je svetovni trg PAM leta 2023 dosegel 4,58 milijarde dolarjev, do leta 2028 pa naj bi zrasel na 6,23 milijarde dolarjev, s skupno letno stopnjo rasti 6,3 %. Sektor čiščenja vode predstavlja več kot 65 % celotne porabe in je glavni dejavnik rasti industrije.
1. Preboji v anionskem poliakrilamidu (APAM)
Leta 2023 je raziskovalna skupina z Univerze za znanost in tehnologijo Kitajske objavila pomembne ugotovitve v reviji *Nature Water* in uspešno razvila nov material APAM z značilnostmi »pametnega odziva«. Z uporabo tehnologije molekularnega odtisa lahko ta izdelek samodejno prilagodi svojo molekularno konfiguracijo glede na vrste onesnaževal v vodi, s čimer izboljša učinkovitost odstranjevanja težkih kovinskih ionov za 40 %, kar je še posebej primerno za čiščenje odpadne vode iz rudnikov. Terenski podatki iz projekta čiščenja odpadne vode iz rudnika bakra v Jiangxiju so pokazali, da je ta material dosegel 99,2-odstotno odstranitev bakrovih ionov, hkrati pa zmanjšal stroške čiščenja za 35 %.
Hkrati je japonsko podjetje Mitsubishi Chemical predstavilo serijo APAM, odporno na visoke temperature, ki vzdržuje stabilno delovanje pri 80–120 °C in s tem rešuje tehnične izzive pri čiščenju odpadne vode iz naftnih in plinskih polj. Ta izdelek je pokazal izjemno delovanje v sistemu za čiščenje vode iz naftnih polj družbe Saudi Aramco, saj je pospešil hitrost nastajanja kosmičev za 50 % in skrajšal čas usedanja na dve tretjini v primerjavi s konvencionalnimi izdelki.
2. Tehnološke nadgradnje kationskega poliakrilamida (CPAM)
Sektor čiščenja blata je doživel prelomne spremembe. V začetku leta 2024 je nemški BASF predstavil novo generacijo izdelka CPAM z ultra visoko molekulsko maso, ki presega 20 milijonov daltonov. S specializirano tehnologijo zamreženja ta izdelek med odstranjevanjem vode iz blata tvori gostejše mrežne strukture, s čimer doseže vsebnost vlage v blatu po odstranjevanju vode pod 58 % – kar je 10 odstotnih točk več kot pri običajnih izdelkih. Po uvedbi te tehnologije je pariška mestna čistilna naprava povečala zmogljivost čiščenja blata za 30 %, hkrati pa zmanjšala porabo kemikalij za 15 %.
Še pomembneje je, da je nizozemsko zagonsko podjetje razvilo biosintetični CPAM z uporabo tehnologije urejanja genov CRISPR. Ta postopek, ki ga proizvajajo z gensko spremenjeno fermentacijo *E. coli*, v celoti preprečuje uporabo monomera akrilamida, kar zmanjšuje ekotoksičnost izdelka za 90 % in emisije ogljika med proizvodnjo za 65 %. Čeprav so trenutni stroški še vedno približno 20 % višji od metod kemične sinteze, se pričakujejo znatne konkurenčne prednosti, ko bo do leta 2026 dosežena obsežna proizvodnja.
3. Razširjena uporaba neionskega poliakrilamida (NPAM)
NPAM kaže edinstvene prednosti pri specializirani obdelavi vode. Konec leta 2023 je Dow Chemical predstavil serijo NPAM, občutljivo na pH, ki samodejno prilagaja podaljševanje molekularne verige v območju pH 2–12, s čimer se učinkovitost zajemanja nanodelcev suspendiranih trdnih snovi izboljša za 3–5-krat. Ta tehnologija je bila uspešno uporabljena pri pripravi ultra čiste vode za polprevodniško industrijo, pri čemer so bili doseženi standardi kakovosti vode 18,2 MΩ·cm.
Južnokorejski raziskovalci so razvili NPAM, ki ga je mogoče razgraditi v vidni svetlobi, z uvedbo strukturnih enot azobenzena. Preostali polimeri se lahko pod naravno svetlobo v 48 urah razgradijo v nizkomolekularne spojine, kar popolnoma reši tradicionalne težave z ostanki PAM. Ta tehnologija je bila pilotno preizkušena v izbranih seulskih obratih za pitno vodo, komercializacija pa se pričakuje do leta 2025.
II. Dinamika trga in regionalni razvoj
1. Spremembe na svetovnih trgih
Azijsko-pacifiška regija je postala najhitreje rastoči trg PAM, ki je leta 2023 predstavljal 46 % svetovne porabe, pri čemer je Kitajska prispevala večino rasti. Podatki Kitajske federacije za naftno in kemično industrijo kažejo, da je kitajska proizvodnja PAM leta 2023 dosegla 920.000 ton, uvoz pa je ohranil 15-odstotno letno stopnjo rasti – zlasti pri vrhunskih izdelkih CPAM, kjer odvisnost od uvoza ostaja visoka kar 40 %.
Evropski trg kaže različne trende. Zaradi strogih okoljskih predpisov so biorazgradljivi izdelki PAM povečali tržni delež z 8 % leta 2020 na 22 % leta 2023. Francoska Veolia je napovedala načrte za popolno zamenjavo tradicionalnega CPAM-a z zelenimi alternativami do leta 2026.
Severnoameriški trg, ki ga poganja razvoj plina iz skrilavca, še naprej odkriva močno povpraševanje po APAM. Uvoz PAM iz ZDA se je leta 2023 povečal za 18 %, pri čemer se je 60 % uporabilo za čiščenje odpadne vode pri pridobivanju nafte in plina. Omeniti velja, da se je Mehika pojavila kot novo proizvodno središče, kjer je več multinacionalk vzpostavilo lokalne proizvodne baze.
2. Cenovna politika in dinamika dobavne verige
Med letoma 2023 in 2024 so trgi surovin za PAM doživeli znatna nihanja. Cene akrilamidnega monomera so v tretjem četrtletju 2023 dosegle rekordne vrednosti, vendar so se do drugega četrtletja 2024 vrnile na razumno raven, saj je Kitajska dodala nove proizvodne zmogljivosti. Vendar pa so cene kationskega reagenta DMC (metakriloiloksietil trimetil amonijev klorid) še naprej naraščale zaradi omejene ponudbe propilen oksida v zgornjem delu oskrbovalne verige, kar je povečalo proizvodne stroške CPAM za 12–15 %.
Kar zadeva dobavne verige, so vodilni v panogi pospešili vertikalno integracijo. Skupina Solvay je investirala 300 milijonov evrov v novo integrirano proizvodno bazo v Belgiji, ki omogoča celovito proizvodnjo od akrilonitrila do končnih izdelkov. Predvidoma bo začela delovati leta 2025 in bo zmanjšala celotne stroške za 20 %. Mala in srednje velika podjetja so se preusmerila k specializaciji – italijansko podjetje Italmatch se je na primer osredotočilo na razvoj specializiranih formulacij APAM za razsoljevanje morske vode.
Čas objave: 9. maj 2025