I.نظرة عامة على الصناعة والتطورات التكنولوجية
حققت مادة البولي أكريلاميد (PAM)، باعتبارها إحدى أهم المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه، تقدماً ملحوظاً في الابتكار التكنولوجي والتطبيقات السوقية خلال السنوات الأخيرة. ووفقاً لأحدث تقرير لأبحاث السوق، بلغ حجم سوق البولي أكريلاميد 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%. ويستحوذ قطاع معالجة المياه على أكثر من 65% من إجمالي الاستهلاك، ما يجعله المحرك الرئيسي لنمو هذه الصناعة.
1. إنجازات في مجال البولي أكريلاميد الأنيوني (APAM)
في عام 2023، نشر فريق بحثي من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية نتائج مهمة في مجلة *Nature Water*، حيث نجح في تطوير مادة APAM جديدة ذات خصائص "استجابة ذكية". وباستخدام تقنية البصمة الجزيئية، يُمكن لهذا المنتج تعديل تركيبه الجزيئي تلقائيًا بناءً على أنواع الملوثات في الماء، مما يُحسّن كفاءة إزالة أيونات المعادن الثقيلة بنسبة 40%، وهو مناسب بشكل خاص لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن التعدين. وأظهرت بيانات ميدانية من مشروع لمعالجة مياه الصرف في منجم نحاس في جيانغشي أن هذه المادة حققت إزالة 99.2% من أيونات النحاس مع خفض تكاليف المعالجة بنسبة 35%.
في الوقت نفسه، طرحت شركة ميتسوبيشي كيميكال اليابانية سلسلة APAM المقاومة لدرجات الحرارة العالية، والتي تحافظ على أداء مستقر عند درجات حرارة تتراوح بين 80 و120 درجة مئوية، ما يساهم في معالجة التحديات التقنية في معالجة مياه الصرف الصحي في حقول النفط والغاز. وقد أظهر هذا المنتج أداءً استثنائياً في نظام معالجة المياه في حقول النفط التابعة لشركة أرامكو السعودية، حيث ساهم في تسريع تكوين الندف بنسبة 50% وتقليل زمن الترسيب إلى ثلثي زمن الترسيب مقارنةً بالمنتجات التقليدية.
2. التحديثات التكنولوجية في بولي أكريلاميد الكاتيوني (CPAM)
شهد قطاع معالجة الحمأة تحولات جذرية. ففي مطلع عام 2024، أطلقت شركة BASF الألمانية جيلاً جديداً من منتج CPAM فائق الوزن الجزيئي، يتجاوز وزنه الجزيئي 20 مليون دالتون. وبفضل تقنية الربط المتشابك المتخصصة، يُشكّل هذا المنتج هياكل شبكية أكثر كثافة أثناء تجفيف الحمأة، مما يُحقق نسبة رطوبة في الحمأة بعد التجفيف تقل عن 58%، أي بتحسن قدره 10 نقاط مئوية مقارنةً بالمنتجات التقليدية. وبعد اعتماد هذه التقنية، زادت محطة معالجة مياه الصرف الصحي في باريس من قدرتها على معالجة الحمأة بنسبة 30%، مع خفض استهلاك المواد الكيميائية بنسبة 15%.
والأهم من ذلك، طوّرت شركة هولندية ناشئة مادة CPAM حيوية الصنع باستخدام تقنية التعديل الجيني CRISPR. يتم إنتاج هذه المادة عبر تخمير بكتيريا *E. coli* المُهندسة، وتتجنب هذه العملية تمامًا استخدام مونومر الأكريلاميد، مما يقلل من سمية المنتج البيئية بنسبة 90% ويخفض انبعاثات الكربون بنسبة 65% أثناء الإنتاج. وعلى الرغم من أن التكاليف الحالية لا تزال أعلى بنحو 20% من طرق التخليق الكيميائي، فمن المتوقع تحقيق مزايا تنافسية كبيرة عند الوصول إلى الإنتاج على نطاق واسع بحلول عام 2026.
3. تطبيقات موسعة لمتعدد الأكريلاميد غير الأيوني (NPAM)
تُظهر تقنية NPAM مزايا فريدة في معالجة المياه المتخصصة. في أواخر عام 2023، طرحت شركة داو كيميكال سلسلة NPAM حساسة لدرجة الحموضة، تعمل على ضبط استطالة السلسلة الجزيئية تلقائيًا ضمن نطاق حموضة يتراوح بين 2 و12، مما يُحسّن كفاءة التقاط المواد الصلبة العالقة على المستوى النانوي بمقدار 3 إلى 5 أضعاف. وقد طُبقت هذه التقنية بنجاح في تحضير المياه فائقة النقاء لصناعة أشباه الموصلات، محققةً معايير جودة مياه تصل إلى 18.2 ميجا أوم·سم.
طوّر باحثون من كوريا الجنوبية بوليمر NPAM قابل للتحلل تحت الضوء المرئي، وذلك بإدخال وحدات هيكلية من الأزوبنزين. تتحلل البوليمرات المتبقية إلى مركبات جزيئية صغيرة خلال 48 ساعة تحت الضوء الطبيعي، مما يحل تمامًا مشكلة بقايا البوليمرات التقليدية. وقد تم تجريب هذه التقنية في محطات مختارة لمعالجة مياه الشرب في سيول، ومن المتوقع طرحها تجاريًا بحلول عام 2025.
ثانياً: ديناميكيات السوق والتطورات الإقليمية
1. التحولات في المشهد السوقي العالمي
أصبحت منطقة آسيا والمحيط الهادئ أسرع أسواق البوليمرات المسامية نموًا، حيث استحوذت على 46% من الاستهلاك العالمي في عام 2023، وساهمت الصين بالجزء الأكبر من هذا النمو. وتشير بيانات الاتحاد الصيني لصناعة البترول والكيماويات إلى أن إنتاج الصين من البوليمرات المسامية بلغ 920 ألف طن في عام 2023، مع استمرار الواردات في النمو بمعدل سنوي قدره 15%، لا سيما بالنسبة لمنتجات البوليمرات المسامية عالية الجودة، حيث لا تزال نسبة الاعتماد على الواردات مرتفعة لتصل إلى 40%.
يشهد السوق الأوروبي اتجاهات متباينة. فبفضل اللوائح البيئية الصارمة، زادت حصة منتجات البولي أكريليك القابلة للتحلل الحيوي في السوق من 8% في عام 2020 إلى 22% في عام 2023. وأعلنت شركة فيوليا الفرنسية عن خططها لاستبدال البولي أكريليك التقليدي بالكامل ببدائل صديقة للبيئة بحلول عام 2026.
يشهد سوق أمريكا الشمالية، مدفوعاً بتطوير الغاز الصخري، طلباً قوياً مستمراً على مادة APAM. وقد نمت واردات الولايات المتحدة من مادة PAM بنسبة 18% في عام 2023، حيث استُخدم 60% منها في معالجة مياه الصرف الناتجة عن استخراج النفط والغاز. والجدير بالذكر أن المكسيك برزت كمركز إنتاج جديد، حيث أنشأت العديد من الشركات متعددة الجنسيات قواعد إنتاج محلية فيها.
2. ديناميكيات التسعير وسلسلة التوريد
شهدت أسواق المواد الخام لبولي أكريلاميد (PAM) تقلبات كبيرة خلال الفترة من 2023 إلى 2024. بلغت أسعار مونومر الأكريلاميد مستويات قياسية في الربع الثالث من عام 2023، لكنها عادت إلى مستويات معقولة بحلول الربع الثاني من عام 2024 مع إضافة الصين طاقات إنتاجية جديدة. ومع ذلك، استمرت أسعار الكاشف الكاتيوني ثنائي ميثيل كربونات (كلوريد ثلاثي ميثيل ميثاكريلويلوكسي إيثيل) في الارتفاع بسبب شحّ إمدادات أكسيد البروبيلين، مما أدى إلى زيادة تكاليف إنتاج بولي أكريلاميد الموصل (CPAM) بنسبة تتراوح بين 12 و15%.
فيما يتعلق بسلاسل التوريد، سارع رواد الصناعة إلى التكامل الرأسي. استثمرت مجموعة سولفاي 300 مليون يورو في قاعدة إنتاج متكاملة جديدة في بلجيكا، مما يتيح إنتاجًا متكاملًا من الأكريلونيتريل إلى المنتجات النهائية. ومن المتوقع إطلاق هذه القاعدة في عام 2025، ما سيخفض التكاليف الإجمالية بنسبة 20%. واتجهت الشركات الصغيرة والمتوسطة نحو التخصص، فعلى سبيل المثال، ركزت شركة إيتال ماتش الإيطالية على تطوير تركيبات متخصصة من مادة APAM لتحلية مياه البحر.
تاريخ النشر: 9 مايو 2025