I.Nozares pārskats un tehnoloģiskie sasniegumi
Poliakrilamīds (PAM), kas ir viena no svarīgākajām ūdens attīrīšanas ķimikālijām, pēdējos gados ir ievērojami progresējis tehnoloģisko inovāciju un tirgus pielietojumu jomā. Saskaņā ar jaunāko tirgus izpētes ziņojumu, globālais PAM tirgus 2023. gadā sasniedza 4,58 miljardus ASV dolāru, un tiek prognozēts, ka līdz 2028. gadam tas pieaugs līdz 6,23 miljardiem ASV dolāru, un saliktais gada pieauguma temps būs 6,3%. Ūdens attīrīšanas nozare veido vairāk nekā 65% no kopējā patēriņa, kas ir galvenais nozares izaugsmes virzītājspēks.
1. Anjoniskā poliakrilamīda (APAM) izrāviens
2023. gadā Ķīnas Zinātnes un tehnoloģiju universitātes pētnieku komanda publicēja nozīmīgus atklājumus žurnālā *Nature Water*, veiksmīgi izstrādājot jaunu APAM materiālu ar “viedās atbildes” īpašībām. Izmantojot molekulārās imprintēšanas tehnoloģiju, šis produkts var automātiski pielāgot savu molekulāro konfigurāciju, pamatojoties uz piesārņotāju veidiem ūdenī, uzlabojot smago metālu jonu atdalīšanas efektivitāti par 40 %, kas ir īpaši piemērots kalnrūpniecības notekūdeņu attīrīšanai. Lauka dati no vara raktuvju notekūdeņu attīrīšanas projekta Dzjansji liecināja, ka šis materiāls sasniedza 99,2 % vara jonu atdalīšanas, vienlaikus samazinot attīrīšanas izmaksas par 35 %.
Vienlaikus Japānas uzņēmums Mitsubishi Chemical ieviesa augstas temperatūras izturīgu APAM sēriju, kas saglabā stabilu veiktspēju 80–120 °C temperatūrā, risinot tehniskas problēmas naftas un gāzes atradņu notekūdeņu attīrīšanā. Šis produkts demonstrēja izcilu veiktspēju Saudi Aramco naftas atradņu ūdens attīrīšanas sistēmā, paātrinot floku veidošanās ātrumu par 50 % un samazinot nosēšanās laiku līdz divām trešdaļām salīdzinājumā ar parastajiem produktiem.
2. Katjoniskā poliakrilamīda (CPAM) tehnoloģiskie uzlabojumi
Dūņu attīrīšanas nozarē ir notikušas radikālas pārmaiņas. 2024. gada sākumā Vācijas uzņēmums BASF laida klajā jaunas paaudzes īpaši augstas molekulmasas CPAM produktu, kura molekulmasa pārsniedz 20 miljonus daltonu. Pateicoties specializētai šķērssaistīšanas tehnoloģijai, šis produkts dūņu atūdeņošanas laikā veido blīvākas tīkla struktūras, sasniedzot dūņu mitruma saturu pēc atūdeņošanas zem 58%, kas ir par 10 procentpunktiem labāk nekā tradicionālajiem produktiem. Pēc šīs tehnoloģijas ieviešanas Parīzes pašvaldības notekūdeņu attīrīšanas iekārta palielināja dūņu attīrīšanas jaudu par 30%, vienlaikus samazinot ķīmisko vielu patēriņu par 15%.
Vēl ievērojamāk, kāds Nīderlandes jaunuzņēmums izstrādāja biosintētisku CPAM, izmantojot CRISPR gēnu rediģēšanas tehnoloģiju. Šis process, kas ražots, izmantojot inženierijas ceļā iegūtu *E. coli* fermentāciju, pilnībā novērš akrilamīda monomēra izmantošanu, samazinot produkta ekotoksicitāti par 90% un oglekļa emisijas ražošanas laikā par 65%. Lai gan pašreizējās izmaksas joprojām ir par aptuveni 20% augstākas nekā ķīmiskās sintēzes metodēm, sagaidāmas ievērojamas konkurences priekšrocības, sasniedzot mēroga ražošanu līdz 2026. gadam.
3. Nejonu poliakrilamīda (NPAM) paplašinātie pielietojumi
NPAM demonstrē unikālas priekšrocības specializētā ūdens attīrīšanā. 2023. gada beigās Dow Chemical ieviesa pH jutīgu NPAM sēriju, kas automātiski pielāgo molekulārās ķēdes pagarinājumu pH diapazonā no 2 līdz 12, 3–5 reizes uzlabojot nanomēroga suspendēto cietvielu uztveršanas efektivitāti. Šī tehnoloģija ir veiksmīgi pielietota īpaši tīra ūdens sagatavošanā pusvadītāju rūpniecībā, sasniedzot ūdens kvalitātes standartus 18,2 MΩ·cm.
Dienvidkorejas pētnieki izstrādāja redzamā gaismā noārdāmu NPAM, ieviešot azobenzola struktūrvienības. Atlikušie polimēri 48 stundu laikā dabiskā apgaismojumā var noārdīties mazmolekulāros savienojumos, pilnībā atrisinot tradicionālās PAM atlikumu problēmas. Šī tehnoloģija ir izmēģināta atsevišķās Seulas dzeramā ūdens rūpnīcās, un komercializācija ir paredzēta līdz 2025. gadam.
II. Tirgus dinamika un reģionālā attīstība
1. Globālā tirgus ainavas pārmaiņas
Āzijas un Klusā okeāna reģions ir kļuvis par visstraujāk augošo PAM tirgu, 2023. gadā veidojot 46% no pasaules patēriņa, un Ķīna nodrošināja lielāko daļu izaugsmes. Ķīnas Naftas un ķīmiskās rūpniecības federācijas dati liecina, ka Ķīnas PAM ražošana 2023. gadā sasniedza 920 000 tonnu, importam saglabājot 15% gada pieauguma tempu, īpaši augstas klases CPAM produktiem, kur atkarība no importa joprojām ir pat 40%.
Eiropas tirgū vērojamas diferencētas tendences. Stingru vides noteikumu ietekmē bioloģiski noārdāmo PAM produktu tirgus daļa palielinājās no 8 % 2020. gadā līdz 22 % 2023. gadā. Francijas uzņēmums Veolia paziņoja par plāniem līdz 2026. gadam pilnībā aizstāt tradicionālos CPAM ar videi draudzīgām alternatīvām.
Ziemeļamerikas tirgū, ko veicina slānekļa gāzes ieguve, joprojām ir liels pieprasījums pēc APAM. ASV PAM imports 2023. gadā pieauga par 18%, un 60% tika izmantoti naftas un gāzes ieguves notekūdeņu attīrīšanai. Jāatzīmē, ka Meksika ir kļuvusi par jaunu ražošanas centru, kur vairāki starptautiski uzņēmumi izveido vietējās ražošanas bāzes.
2. Cenu noteikšana un piegādes ķēdes dinamika
No 2023. līdz 2024. gadam PAM izejvielu tirgos bija vērojamas ievērojamas svārstības. Akrilamīda monomēra cenas sasniedza vēsturiski augstāko līmeni 2023. gada 3. ceturksnī, bet līdz 2024. gada 2. ceturksnim atgriezās pieņemamā līmenī, jo Ķīna pievienoja jaunas ražošanas jaudas. Tomēr katjoniskā reaģenta DMC (metakrililoiloksietiltrimetilamonija hlorīda) cenas turpināja pieaugt ierobežotā propilēnoksīda piegādes apjoma dēļ, palielinot CPAM ražošanas izmaksas par 12–15 %.
Runājot par piegādes ķēdēm, nozares līderi paātrināja vertikālo integrāciju. Solvay grupa ieguldīja 300 miljonus eiro jaunā integrētā ražošanas bāzē Beļģijā, kas nodrošināja pilna procesa ražošanu no akrilnitrila līdz gatavajiem produktiem. Paredzams, ka tā tiks uzsākta 2025. gadā, un tas samazinās kopējās izmaksas par 20%. Mazie un vidējie uzņēmumi pārgāja uz specializāciju, piemēram, Itālijas uzņēmums Italmatch koncentrējās uz specializētu APAM formulu izstrādi jūras ūdens atsāļošanai.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 9. maijs