I.Tổng quan về ngành và tiến bộ công nghệ
Polyacrylamide (PAM), là một trong những hóa chất xử lý nước quan trọng nhất, đã có những tiến bộ đáng kể trong đổi mới công nghệ và ứng dụng thị trường trong những năm gần đây. Theo báo cáo nghiên cứu thị trường mới nhất, thị trường PAM toàn cầu đạt 4,58 tỷ đô la vào năm 2023 và dự kiến sẽ tăng lên 6,23 tỷ đô la vào năm 2028, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 6,3%. Ngành xử lý nước chiếm hơn 65% tổng lượng tiêu thụ, đóng vai trò là động lực cốt lõi cho sự tăng trưởng của ngành.
1. Đột phá trong Polyacrylamide Anionic (APAM)
Năm 2023, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc đã công bố những phát hiện quan trọng trên *Nature Water*, phát triển thành công một vật liệu APAM mới có đặc điểm “phản ứng thông minh”. Sử dụng công nghệ in dấu phân tử, sản phẩm này có thể tự động điều chỉnh cấu hình phân tử của nó dựa trên các loại chất ô nhiễm trong nước, cải thiện hiệu quả loại bỏ ion kim loại nặng lên 40%, đặc biệt phù hợp để xử lý nước thải khai thác mỏ. Dữ liệu thực địa từ một dự án xử lý nước thải khai thác đồng ở Giang Tây cho thấy vật liệu này đạt được hiệu quả loại bỏ ion đồng 99,2% trong khi giảm chi phí xử lý 35%.
Đồng thời, Mitsubishi Chemical của Nhật Bản đã giới thiệu dòng APAM chịu nhiệt độ cao, duy trì hiệu suất ổn định ở 80-120°C, giải quyết các thách thức kỹ thuật trong xử lý nước thải mỏ dầu khí. Sản phẩm này đã chứng minh hiệu suất vượt trội trong hệ thống xử lý nước mỏ dầu của Saudi Aramco, tăng tốc độ hình thành bông cặn lên 50% và giảm thời gian lắng xuống còn hai phần ba so với các sản phẩm thông thường.
2. Nâng cấp công nghệ trong Polyacrylamide Cationic (CPAM)
Ngành xử lý bùn đã chứng kiến những thay đổi mang tính chuyển đổi. Vào đầu năm 2024, BASF của Đức đã tung ra sản phẩm CPAM có trọng lượng phân tử cực cao thế hệ mới với trọng lượng phân tử vượt quá 20 triệu Dalton. Thông qua công nghệ liên kết chéo chuyên biệt, sản phẩm này tạo thành các cấu trúc mạng dày đặc hơn trong quá trình tách nước bùn, đạt được hàm lượng ẩm bùn sau khi tách nước dưới 58%—cải thiện 10 điểm phần trăm so với các sản phẩm thông thường. Sau khi áp dụng công nghệ này, Nhà máy xử lý nước thải đô thị Paris đã tăng công suất xử lý bùn lên 30% trong khi giảm 15% lượng hóa chất tiêu thụ.
Đáng chú ý hơn, một công ty khởi nghiệp của Hà Lan đã phát triển một CPAM sinh tổng hợp bằng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR. Được sản xuất thông qua quá trình lên men *E. coli* được thiết kế, quy trình này hoàn toàn tránh sử dụng monome acrylamide, giảm độc tính sinh thái của sản phẩm xuống 90% và cắt giảm 65% lượng khí thải carbon trong quá trình sản xuất. Mặc dù chi phí hiện tại vẫn cao hơn khoảng 20% so với các phương pháp tổng hợp hóa học, nhưng dự kiến sẽ có lợi thế cạnh tranh đáng kể khi đạt được quy mô sản xuất vào năm 2026.
3. Ứng dụng mở rộng của Polyacrylamide không ion (NPAM)
NPAM chứng minh những lợi thế độc đáo trong xử lý nước chuyên dụng. Vào cuối năm 2023, Dow Chemical đã giới thiệu một loạt NPAM nhạy cảm với pH tự động điều chỉnh độ mở rộng chuỗi phân tử trong phạm vi pH 2-12, cải thiện hiệu quả thu giữ chất rắn lơ lửng ở quy mô nano lên 3-5 lần. Công nghệ này đã được ứng dụng thành công trong việc chuẩn bị nước siêu tinh khiết cho ngành công nghiệp bán dẫn, đạt tiêu chuẩn chất lượng nước là 18,2 MΩ·cm.
Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã phát triển NPAM phân hủy bằng ánh sáng khả kiến bằng cách đưa vào các đơn vị cấu trúc azobenzene. Các polyme còn lại có thể phân hủy thành các hợp chất phân tử nhỏ trong vòng 48 giờ dưới ánh sáng tự nhiên, giải quyết hoàn toàn các vấn đề về dư lượng PAM truyền thống. Công nghệ này đã được thử nghiệm tại một số nhà máy nước uống ở Seoul, dự kiến sẽ thương mại hóa vào năm 2025.
II. Biến động thị trường và phát triển khu vực
1. Sự thay đổi trong bối cảnh thị trường toàn cầu
Khu vực Châu Á - Thái Bình Dương đã trở thành thị trường PAM tăng trưởng nhanh nhất, chiếm 46% lượng tiêu thụ toàn cầu vào năm 2023, trong đó Trung Quốc đóng góp phần lớn vào mức tăng trưởng này. Dữ liệu từ Liên đoàn Công nghiệp Dầu khí và Hóa chất Trung Quốc cho thấy sản lượng PAM của Trung Quốc đạt 920.000 tấn vào năm 2023, với lượng nhập khẩu duy trì tốc độ tăng trưởng hàng năm là 15%—đặc biệt là đối với các sản phẩm CPAM cao cấp, nơi mức độ phụ thuộc vào nhập khẩu vẫn ở mức cao tới 40%.
Thị trường châu Âu cho thấy xu hướng khác biệt. Được thúc đẩy bởi các quy định nghiêm ngặt về môi trường, các sản phẩm PAM phân hủy sinh học đã tăng thị phần từ 8% vào năm 2020 lên 22% vào năm 2023. Veolia của Pháp đã công bố kế hoạch thay thế hoàn toàn CPAM truyền thống bằng các giải pháp thay thế xanh vào năm 2026.
Thị trường Bắc Mỹ, được thúc đẩy bởi sự phát triển của khí đá phiến, tiếp tục có nhu cầu APAM mạnh mẽ. Lượng nhập khẩu PAM của Hoa Kỳ tăng 18% vào năm 2023, với 60% được sử dụng để xử lý nước thải khai thác dầu khí. Đáng chú ý, Mexico đã nổi lên như một trung tâm sản xuất mới, với nhiều công ty đa quốc gia thành lập các cơ sở sản xuất tại địa phương.
2. Giá cả và động lực chuỗi cung ứng
Từ năm 2023 đến năm 2024, thị trường nguyên liệu thô PAM đã trải qua những biến động đáng kể. Giá monome acrylamide đạt mức cao kỷ lục vào quý 3 năm 2023 nhưng đã trở lại mức hợp lý vào quý 2 năm 2024 khi Trung Quốc bổ sung thêm năng lực sản xuất. Tuy nhiên, giá thuốc thử cation DMC (methacryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride) tiếp tục tăng do nguồn cung propylen oxit thượng nguồn eo hẹp, làm tăng chi phí sản xuất CPAM thêm 12-15%.
Về chuỗi cung ứng, các nhà lãnh đạo ngành đã đẩy nhanh quá trình tích hợp theo chiều dọc. Tập đoàn Solvay đã đầu tư 300 triệu euro vào một cơ sở sản xuất tích hợp mới tại Bỉ, cho phép sản xuất toàn bộ quy trình từ acrylonitrile đến các sản phẩm cuối cùng. Dự kiến ra mắt vào năm 2025, điều này sẽ giúp giảm 20% chi phí toàn diện. Các doanh nghiệp vừa và nhỏ đã chuyển sang chuyên môn hóa—ví dụ, Italmatch của Ý tập trung vào việc phát triển các công thức APAM chuyên biệt để khử muối nước biển.
Thời gian đăng: 09-05-2025