I.نظرة عامة على الصناعة والتقدم التكنولوجي
حقق بولي أكريلاميد (PAM)، باعتباره أحد أهم المواد الكيميائية لمعالجة المياه، تقدمًا ملحوظًا في الابتكار التكنولوجي وتطبيقاته السوقية خلال السنوات الأخيرة. ووفقًا لأحدث تقرير لأبحاث السوق، بلغ حجم سوق بولي أكريلاميد (PAM) العالمي 4.58 مليار دولار أمريكي في عام 2023، ومن المتوقع أن ينمو إلى 6.23 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2028، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 6.3%. ويمثل قطاع معالجة المياه أكثر من 65% من إجمالي الاستهلاك، مما يجعله المحرك الرئيسي لنمو هذه الصناعة.
1. إنجازات في مجال بولي أكريلاميد الأنيوني (APAM)
في عام ٢٠٢٣، نشر فريق بحثي من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية نتائج مهمة في مجلة Nature Water، حيث نجح في تطوير مادة APAM جديدة تتميز بخصائص "الاستجابة الذكية". باستخدام تقنية الطبع الجزيئي، يمكن لهذا المنتج تعديل تركيبه الجزيئي تلقائيًا بناءً على أنواع الملوثات في الماء، مما يُحسّن كفاءة إزالة أيونات المعادن الثقيلة بنسبة ٤٠٪، وهو مناسب بشكل خاص لمعالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن التعدين. أظهرت البيانات الميدانية من مشروع معالجة مياه الصرف الصحي لمناجم النحاس في جيانغشي أن هذه المادة حققت إزالة ٩٩.٢٪ من أيونات النحاس مع خفض تكاليف المعالجة بنسبة ٣٥٪.
في الوقت نفسه، طرحت شركة ميتسوبيشي كيميكال اليابانية سلسلة APAM المقاومة لدرجات الحرارة العالية، والتي تحافظ على أداء مستقر عند 80-120 درجة مئوية، مما يُعالج التحديات التقنية في معالجة مياه الصرف الصحي لحقول النفط والغاز. وقد أظهر هذا المنتج أداءً استثنائيًا في نظام معالجة مياه حقول النفط التابع لأرامكو السعودية، حيث سرّع من سرعة تكوين الكتل بنسبة 50%، وخفض زمن الترسيب إلى ثلثي زمن المنتجات التقليدية.
2. الترقيات التكنولوجية في بولي أكريلاميد الكاتيوني (CPAM)
شهد قطاع معالجة الحمأة تحولات جذرية. في أوائل عام 2024، أطلقت شركة باسف الألمانية منتج CPAM من الجيل الجديد ذي الوزن الجزيئي العالي للغاية، والذي يتجاوز وزنه الجزيئي 20 مليون دالتون. بفضل تقنية الربط المتقاطع المتخصصة، يُشكل هذا المنتج هياكل شبكية أكثر كثافة أثناء تجفيف الحمأة، محققًا نسبة رطوبة أقل من 58% بعد التجفيف، وهو تحسن بنسبة 10% مقارنةً بالمنتجات التقليدية. بعد اعتماد هذه التقنية، زادت محطة معالجة مياه الصرف الصحي البلدية في باريس من سعة معالجة الحمأة بنسبة 30% مع خفض استهلاك المواد الكيميائية بنسبة 15%.
والجدير بالذكر أن شركة هولندية ناشئة طورت مركب CPAM حيوي الصنع باستخدام تقنية كريسبر لتحرير الجينات. يُنتج هذا المركب عن طريق تخمير *الإشريكية القولونية* المُهندَس، وتتجنب هذه العملية تمامًا استخدام مونومر الأكريلاميد، مما يُقلل من السمية البيئية للمنتج بنسبة 90%، ويُقلل انبعاثات الكربون بنسبة 65% أثناء الإنتاج. على الرغم من أن التكاليف الحالية لا تزال أعلى بنحو 20% من تكاليف طرق التركيب الكيميائي، إلا أنه من المتوقع تحقيق مزايا تنافسية كبيرة عند تحقيق الإنتاج على نطاق واسع بحلول عام 2026.
3. التطبيقات الموسعة للبولي أكريلاميد غير الأيوني (NPAM)
تُظهر تقنية NPAM مزايا فريدة في معالجة المياه المتخصصة. في أواخر عام 2023، طرحت شركة Dow Chemical سلسلة NPAM حساسة لدرجة الحموضة، تضبط تلقائيًا امتداد السلسلة الجزيئية ضمن نطاق درجة الحموضة 2-12، مما يُحسّن كفاءة التقاط المواد الصلبة العالقة على نطاق النانو بمقدار 3-5 مرات. وقد طُبّقت هذه التقنية بنجاح في تحضير المياه فائقة النقاء لصناعة أشباه الموصلات، محققةً معايير جودة مياه تبلغ 18.2 مليون أوم·سم³.
طوّر باحثون من كوريا الجنوبية مادة NPAM قابلة للتحلل في الضوء المرئي، وذلك من خلال إدخال وحدات هيكلية من الآزوبنزين. تتحلل البوليمرات المتبقية إلى مركبات جزيئية صغيرة خلال 48 ساعة تحت الضوء الطبيعي، مما يُحلّ تمامًا مشاكل بقايا PAM التقليدية. وقد جُرّبت هذه التقنية في محطات مياه شرب مختارة في سيول، ومن المتوقع تسويقها تجاريًا بحلول عام 2025.
ثانيًا: ديناميكيات السوق والتطورات الإقليمية
1. التحولات في مشهد السوق العالمية
أصبحت منطقة آسيا والمحيط الهادئ أسرع أسواق منتجات PAM نموًا، حيث استحوذت على 46% من الاستهلاك العالمي في عام 2023، حيث تُسهم الصين بمعظم هذا النمو. تُظهر بيانات اتحاد صناعة البترول والكيماويات الصيني أن إنتاج الصين من منتجات PAM بلغ 920 ألف طن في عام 2023، مع الحفاظ على معدل نمو سنوي للواردات بنسبة 15%، لا سيما بالنسبة لمنتجات CPAM الفاخرة، حيث لا يزال الاعتماد على الواردات مرتفعًا بنسبة تصل إلى 40%.
يُظهر السوق الأوروبي اتجاهات متباينة. بفضل اللوائح البيئية الصارمة، زادت حصة منتجات PAM القابلة للتحلل الحيوي في السوق من 8% عام 2020 إلى 22% عام 2023. وأعلنت شركة فيوليا الفرنسية عن خططها لاستبدال منتجات CPAM التقليدية بالكامل ببدائل صديقة للبيئة بحلول عام 2026.
يواصل سوق أمريكا الشمالية، مدفوعًا بتطوير الغاز الصخري، الطلب القوي على APAM. وقد نمت واردات PAM الأمريكية بنسبة 18% في عام 2023، حيث يُستخدم 60% منها في معالجة مياه الصرف الناتجة عن استخراج النفط والغاز. ومن الجدير بالذكر أن المكسيك برزت كمركز إنتاج جديد، حيث أنشأت العديد من الشركات متعددة الجنسيات قواعد إنتاج محلية.
2. ديناميكيات التسعير وسلسلة التوريد
شهدت أسواق المواد الخام لـ PAM تقلبات كبيرة بين عامي 2023 و2024. بلغت أسعار مونومر الأكريلاميد مستويات قياسية في الربع الثالث من عام 2023، لكنها عادت إلى مستويات معقولة بحلول الربع الثاني من عام 2024 مع زيادة الطاقة الإنتاجية في الصين. ومع ذلك، استمرت أسعار الكاشف الكاتيوني DMC (ميثاكريلويلوكسي إيثيل ثلاثي ميثيل كلوريد الأمونيوم) في الارتفاع بسبب نقص إمدادات أكسيد البروبيلين الأولية، مما أدى إلى زيادة تكاليف إنتاج CPAM بنسبة 12-15%.
فيما يتعلق بسلاسل التوريد، عزز رواد الصناعة التكامل الرأسي. استثمرت مجموعة سولفاي 300 مليون يورو في قاعدة إنتاج متكاملة جديدة في بلجيكا، مما يتيح إنتاجًا كاملًا من الأكريلونيتريل إلى المنتجات النهائية. ومن المتوقع إطلاق هذه القاعدة في عام 2025، مما سيخفض التكاليف الشاملة بنسبة 20%. وتوجهت الشركات الصغيرة والمتوسطة نحو التخصص، فعلى سبيل المثال، ركزت شركة إيتال ماتش الإيطالية على تطوير تركيبات متخصصة من APAM لتحلية مياه البحر.
وقت النشر: 9 مايو 2025