I.Prehľad odvetvia a technologický pokrok
Polyakrylamid (PAM), ako jedna z najdôležitejších chemikálií na úpravu vody, dosiahol v posledných rokoch významný pokrok v oblasti technologických inovácií a trhových aplikácií. Podľa najnovšej správy o prieskume trhu dosiahol globálny trh s PAM v roku 2023 hodnotu 4,58 miliardy dolárov a predpokladá sa, že do roku 2028 vzrastie na 6,23 miliardy dolárov s ročnou mierou rastu 6,3 %. Sektor úpravy vody predstavuje viac ako 65 % celkovej spotreby a slúži ako hlavný motor rastu priemyslu.
1. Prielomy v aniónovom polyakrylamidu (APAM)
V roku 2023 výskumný tím z Čínskej univerzity vedy a techniky publikoval významné zistenia v časopise *Nature Water* a úspešne vyvinul nový materiál APAM s charakteristikami „inteligentnej odozvy“. Vďaka technológii molekulárneho imprintingu dokáže tento produkt automaticky upraviť svoju molekulárnu konfiguráciu na základe typov znečisťujúcich látok vo vode, čím sa zlepší účinnosť odstraňovania iónov ťažkých kovov o 40 %, čo je obzvlášť vhodné na čistenie odpadových vôd z baníctva. Terénne údaje z projektu čistenia odpadových vôd z medenej bane v Jiangxi ukázali, že tento materiál dosiahol 99,2 % odstránenie iónov medi a zároveň znížil náklady na čistenie o 35 %.
Súčasne japonská spoločnosť Mitsubishi Chemical predstavila sériu APAM odolnú voči vysokým teplotám, ktorá si udržiava stabilný výkon pri teplotách 80 – 120 °C a rieši technické výzvy v oblasti čistenia odpadových vôd z ropných a plynových polí. Tento produkt preukázal výnimočný výkon v systéme čistenia odpadových vôd z ropných polí spoločnosti Saudi Aramco, pričom zrýchlil tvorbu vločiek o 50 % a skrátil čas usadzovania na dve tretiny v porovnaní s konvenčnými produktmi.
2. Technologické vylepšenia v katiónovom polyakrylamide (CPAM)
Sektor čistenia kalov zaznamenal transformačné zmeny. Začiatkom roka 2024 nemecká spoločnosť BASF uviedla na trh produkt CPAM novej generácie s ultravysokou molekulovou hmotnosťou presahujúcou 20 miliónov daltonov. Vďaka špecializovanej technológii zosieťovania tento produkt vytvára počas odvodňovania kalu hustejšie sieťové štruktúry, čím dosahuje obsah vlhkosti kalu po odvodnení pod 58 % – čo je o 10 percentuálnych bodov lepšie ako konvenčné produkty. Po zavedení tejto technológie zvýšila mestská čistiareň odpadových vôd v Paríži kapacitu čistenia kalov o 30 % a zároveň znížila spotrebu chemikálií o 15 %.
Jej pozoruhodnejším príkladom je holandský startup, ktorý vyvinul biosyntetickú CPAM s využitím technológie génovej úpravy CRISPR. Tento proces, ktorý sa vyrába prostredníctvom umelo vytvorenej fermentácie *E. coli*, úplne eliminuje použitie monoméru akrylamidu, čím sa znižuje ekotoxicita produktu o 90 % a emisie uhlíka počas výroby o 65 %. Hoci súčasné náklady zostávajú približne o 20 % vyššie ako pri chemických syntetických metódach, po dosiahnutí rozsiahlej výroby do roku 2026 sa očakávajú významné konkurenčné výhody.
3. Rozšírené aplikácie neiónového polyakrylamidu (NPAM)
NPAM preukazuje jedinečné výhody v špecializovanej úprave vody. Koncom roka 2023 spoločnosť Dow Chemical predstavila sériu NPAM citlivých na pH, ktoré automaticky upravujú predĺženie molekulárneho reťazca v rozsahu pH 2 – 12, čím sa 3 – 5-násobne zlepšuje účinnosť zachytávania suspendovaných pevných látok v nanorozmeroch. Táto technológia bola úspešne použitá pri úprave ultračistej vody pre polovodičový priemysel, pričom dosiahla štandardy kvality vody 18,2 MΩ·cm.
Juhokórejskí výskumníci vyvinuli NPAM degradovateľný viditeľným svetlom zavedením azobenzénových štrukturálnych jednotiek. Zvyškové polyméry sa dokážu rozložiť na zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou do 48 hodín pod prirodzeným svetlom, čím úplne riešia tradičné problémy so zvyškami PAM. Táto technológia bola pilotne overená vo vybraných závodoch na výrobu pitnej vody v Soule a jej komercializácia sa očakáva do roku 2025.
II. Dynamika trhu a regionálny rozvoj
1. Zmeny v globálnej trhovej krajine
Ázijsko-tichomorský región sa stal najrýchlejšie rastúcim trhom s PAM, ktorý v roku 2023 predstavoval 46 % celosvetovej spotreby, pričom k rastu prispela väčšina Číny. Údaje Čínskej federácie ropného a chemického priemyslu ukazujú, že produkcia PAM v Číne dosiahla v roku 2023 920 000 ton, pričom dovoz si udržal 15 % ročnú mieru rastu – najmä v prípade špičkových produktov CPAM, kde závislosť od dovozu zostáva až 40 %.
Európsky trh vykazuje odlišné trendy. V dôsledku prísnych environmentálnych predpisov zvýšili biologicky rozložiteľné produkty PAM svoj podiel na trhu z 8 % v roku 2020 na 22 % v roku 2023. Francúzska spoločnosť Veolia oznámila plány na úplné nahradenie tradičného CPAM zelenými alternatívami do roku 2026.
Severoamerický trh, poháňaný rozvojom ťažby bridlicového plynu, naďalej zaznamenáva silný dopyt po APAM. Dovoz PAM z USA vzrástol v roku 2023 o 18 %, pričom 60 % sa použilo na čistenie odpadových vôd z ťažby ropy a plynu. Mexiko sa stalo novým výrobným centrom, kde viaceré nadnárodné spoločnosti zriadili miestne výrobné základne.
2. Ceny a dynamika dodávateľského reťazca
Od roku 2023 do roku 2024 zaznamenali trhy so surovinami PAM značné výkyvy. Ceny monoméru akrylamidu dosiahli historické maximá v 3. štvrťroku 2023, ale do 2. štvrťroka 2024 sa vrátili na rozumnú úroveň, keďže Čína pridala nové výrobné kapacity. Ceny katiónového činidla DMC (metakryloyloxyetyltrimetylamóniumchlorid) však naďalej rástli v dôsledku obmedzených dodávok propylénoxidu, čo zvýšilo výrobné náklady CPAM o 12 – 15 %.
Pokiaľ ide o dodávateľské reťazce, lídri v odvetví zrýchlili vertikálnu integráciu. Skupina Solvay investovala 300 miliónov eur do novej integrovanej výrobnej základne v Belgicku, ktorá umožní kompletnú výrobu od akrylonitrilu až po finálne produkty. Spustenie sa očakáva v roku 2025 a zníži komplexné náklady o 20 %. Malé a stredné podniky sa presunuli k špecializácii – napríklad talianska spoločnosť Italmatch sa zamerala na vývoj špecializovaných formulácií APAM na odsoľovanie morskej vody.
Čas uverejnenia: 9. mája 2025