I.Արդյունաբերության ակնարկ և տեխնոլոգիական առաջընթացներ
Պոլիակրիլամիդը (ՊԱՄ), որպես ջրի մաքրման ամենակարևոր քիմիական նյութերից մեկը, վերջին տարիներին զգալի առաջընթաց է գրանցել տեխնոլոգիական նորարարությունների և շուկայական կիրառությունների ոլորտում: Վերջին շուկայի հետազոտության զեկույցի համաձայն՝ համաշխարհային ՊԱՄ շուկան 2023 թվականին հասել է 4.58 միլիարդ դոլարի և կանխատեսվում է, որ այն կաճի մինչև 6.23 միլիարդ դոլար մինչև 2028 թվականը՝ տարեկան 6.3% բարդ աճի տեմպով: Ջրի մաքրման ոլորտը կազմում է ընդհանուր սպառման ավելի քան 65%-ը՝ հանդիսանալով արդյունաբերության աճի հիմնական շարժիչ ուժը:
1. Անիոնային պոլիակրիլամիդի (APAM) ոլորտում առաջընթացներ
2023 թվականին Չինաստանի գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանի հետազոտական խումբը նշանակալի արդյունքներ հրապարակեց *Nature Water*-ում՝ հաջողությամբ մշակելով նորարարական APAM նյութ՝ «խելացի արձագանքման» բնութագրերով: Օգտագործելով մոլեկուլային իմպրինտինգի տեխնոլոգիան, այս արտադրանքը կարող է ավտոմատ կերպով կարգավորել իր մոլեկուլային կոնֆիգուրացիան՝ հիմնվելով ջրի մեջ առկա աղտոտիչների տեսակների վրա, 40%-ով բարելավելով ծանր մետաղական իոնների հեռացման արդյունավետությունը, հատկապես հարմար է հանքարդյունաբերական կեղտաջրերի մաքրման համար: Ցզյանսիում պղնձի հանքի կեղտաջրերի մաքրման նախագծի դաշտային տվյալները ցույց են տվել, որ այս նյութը հասել է պղնձի իոնների 99.2% հեռացման՝ միաժամանակ 35%-ով կրճատելով մաքրման ծախսերը:
Միաժամանակ, ճապոնական Mitsubishi Chemical-ը ներկայացրեց բարձր ջերմաստիճանակայուն APAM շարքը, որը պահպանում է կայուն աշխատանք 80-120°C ջերմաստիճանում՝ լուծելով նավթի և գազի հանքավայրերի կեղտաջրերի մաքրման տեխնիկական մարտահրավերները: Այս արտադրանքը ցուցադրեց բացառիկ աշխատանք Saudi Aramco-ի նավթահանքերի ջրերի մաքրման համակարգում՝ 50%-ով արագացնելով կաթիլների առաջացման արագությունը և կրճատելով նստեցման ժամանակը մինչև ավանդական արտադրանքի երկու երրորդը:
2. Կատիոնային պոլիակրիլամիդի (CPAM) տեխնոլոգիական արդիականացումներ
Տիղմի մաքրման ոլորտը ականատես է եղել փոխակերպման փոփոխությունների: 2024 թվականի սկզբին գերմանական BASF-ը թողարկեց նոր սերնդի գերբարձր մոլեկուլային քաշով CPAM արտադրանք, որի մոլեկուլային քաշը գերազանցում է 20 միլիոն Դալտոնը: Մասնագիտացված խաչաձև կապի տեխնոլոգիայի միջոցով այս արտադրանքը տիղմի ջրազրկման ընթացքում ձևավորում է ավելի խիտ ցանցային կառուցվածքներ՝ ջրազրկումից հետո տիղմի խոնավության պարունակությունը հասցնելով 58%-ից ցածրի, ինչը 10 տոկոսային կետով բարելավում է ավանդական արտադրանքի համեմատ: Այս տեխնոլոգիան կիրառելուց հետո Փարիզի քաղաքային կեղտաջրերի մաքրման կայանը 30%-ով մեծացրեց տիղմի մաքրման հզորությունը՝ միաժամանակ 15%-ով կրճատելով քիմիական նյութերի սպառումը:
Ավելի ուշագրավ է, որ հոլանդական մի ստարտափ մշակել է կենսասինթետիկ CPAM՝ օգտագործելով CRISPR գեների խմբագրման տեխնոլոգիան: Արտադրված E. coli* ինժեներական խմորման միջոցով, այս գործընթացն ամբողջությամբ խուսափում է ակրիլամիդային մոնոմերի օգտագործումից՝ 90%-ով նվազեցնելով արտադրանքի էկոտոքսիկությունը և 65%-ով կրճատելով ածխածնի արտանետումները արտադրության ընթացքում: Չնայած ներկայիս ծախսերը մնում են մոտ 20%-ով ավելի բարձր, քան քիմիական սինթեզի մեթոդները, 2026 թվականին մասշտաբային արտադրության հասնելու դեպքում ակնկալվում են զգալի մրցակցային առավելություններ:
3. Ոչ իոնային պոլիակրիլամիդի (NPAM) ընդլայնված կիրառությունները
NPAM-ը ցուցադրում է եզակի առավելություններ մասնագիտացված ջրի մաքրման ոլորտում: 2023 թվականի վերջին Dow Chemical-ը ներկայացրեց pH-զգայուն NPAM շարք, որը ավտոմատ կերպով կարգավորում է մոլեկուլային շղթայի երկարացումը pH 2-12 սահմաններում՝ 3-5 անգամ բարելավելով նանոմասնիկների կախյալ մասնիկների կլանման արդյունավետությունը: Այս տեխնոլոգիան հաջողությամբ կիրառվել է կիսահաղորդչային արդյունաբերության համար գերմաքուր ջրի պատրաստման մեջ՝ հասնելով 18.2 ՄΩ·սմ ջրի որակի չափանիշների:
Հարավկորեացի հետազոտողները մշակել են տեսանելի լույսի ներքո քայքայվող NPAM՝ ներմուծելով ազոբենզոլային կառուցվածքային միավորներ: Մնացորդային պոլիմերները կարող են քայքայվել փոքր մոլեկուլային միացությունների՝ բնական լույսի ներքո 48 ժամվա ընթացքում, ամբողջությամբ լուծելով ավանդական PAM մնացորդների հետ կապված խնդիրները: Այս տեխնոլոգիան փորձարկվել է Սեուլի ընտրված խմելու ջրի գործարաններում, և առևտրայնացումը նախատեսվում է մինչև 2025 թվականը:
II. Շուկայի դինամիկա և տարածաշրջանային զարգացումներ
1. Համաշխարհային շուկայի լանդշաֆտի փոփոխություններ
Ասիա-խաղաղօվկիանոսյան տարածաշրջանը դարձել է PAM-ի ամենաարագ աճող շուկան՝ 2023 թվականին կազմելով համաշխարհային սպառման 46%-ը, որտեղ աճի մեծ մասը բաժին է ընկել Չինաստանին: Չինաստանի նավթի և քիմիական արդյունաբերության ֆեդերացիայի տվյալները ցույց են տալիս, որ Չինաստանում PAM-ի արտադրությունը 2023 թվականին հասել է 920,000 տոննայի, իսկ ներմուծումը պահպանել է տարեկան 15% աճի տեմպ, մասնավորապես՝ բարձրակարգ CPAM արտադրանքի համար, որտեղ ներմուծումից կախվածությունը մնում է մինչև 40%:
Եվրոպական շուկան ցույց է տալիս տարբերակված միտումներ: Խիստ բնապահպանական կանոնակարգերով պայմանավորված՝ կենսաքայքայվող PAM արտադրանքի շուկայական մասնաբաժինը 2020 թվականի 8%-ից աճել է մինչև 22% 2023 թվականին: Ֆրանսիական Veolia-ն հայտարարել է մինչև 2026 թվականը ավանդական CPAM-ը կանաչ այլընտրանքներով լիովին փոխարինելու ծրագրերի մասին:
Հյուսիսային Ամերիկայի շուկան, որը խթանվում է թերթաքարային գազի արդյունահանմամբ, շարունակում է պահպանել APAM-ի բարձր պահանջարկը: ԱՄՆ-ում PAM-ի ներմուծումը 2023 թվականին աճել է 18%-ով, որի 60%-ն օգտագործվել է նավթի և գազի արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման համար: Հատկանշական է, որ Մեքսիկան դարձել է նոր արտադրական կենտրոն, որտեղ բազմաթիվ միջազգային ընկերություններ ստեղծել են տեղական արտադրական բազաներ:
2. Գնագոյացում և մատակարարման շղթայի դինամիկա
2023-ից 2024 թվականներին PAM հումքի շուկաները զգալի տատանումներ են ունեցել: Ակրիլամիդային մոնոմերի գները 2023 թվականի 3-րդ եռամսյակում հասել են պատմական առավելագույնի, սակայն 2024 թվականի 2-րդ եռամսյակում վերադարձել են ողջամիտ մակարդակի, քանի որ Չինաստանը ավելացրել է նոր արտադրական հզորություններ: Այնուամենայնիվ, կատիոնային ռեակտիվ DMC-ի (մետակրիլոյլօքսիէթիլ տրիմեթիլ ամոնիումի քլորիդ) գները շարունակել են աճել պրոպիլենօքսիդի վերին հոսանքի մատակարարման սահմանափակության պատճառով, ինչը CPAM արտադրության ծախսերը մեծացրել է 12-15%-ով:
Մատակարարման շղթաների առումով, ոլորտի առաջատարները արագացրել են ուղղահայաց ինտեգրումը: Solvay Group-ը 300 միլիոն եվրո է ներդրել Բելգիայում նոր ինտեգրված արտադրական բազայի մեջ, որը հնարավորություն է տալիս լիարժեք գործընթացային արտադրություն իրականացնել ակրիլոնիտրիլից մինչև վերջնական արտադրանք: 2025 թվականին մեկնարկելու նախատեսվող այս գործընթացը 20%-ով կնվազեցնի համապարփակ ծախսերը: Փոքր և միջին ձեռնարկությունները անցել են մասնագիտացման. օրինակ՝ իտալական Italmatch-ը կենտրոնացել է ծովի ջրի աղազրկման համար APAM մասնագիտացված բանաձևերի մշակման վրա:
Հրապարակման ժամանակը. Մայիս-09-2025