I.Tổng quan ngành và những tiến bộ công nghệ
Polyacrylamide (PAM), một trong những hóa chất xử lý nước quan trọng nhất, đã có những tiến bộ đáng kể về 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 USD vào năm 2023 và dự kiến sẽ tăng lên 6,23 tỷ USD 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 chính thúc đẩy sự tăng trưởng của ngành.
1. Những đột phá trong công nghệ polyacrylamide anion (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 tạp chí *Nature Water*, thành công trong việc phát triển một loại vật liệu APAM mới với đặc tính “phản ứng thông minh”. Sử dụng công nghệ in phân tử, sản phẩm này có thể tự động điều chỉnh cấu hình phân tử dựa trên loại chất gây ô nhiễm trong nước, cải thiện hiệu quả loại bỏ ion kim loại nặng lên đến 40%, đặc biệt thích hợp cho xử lý nước thải khai thác mỏ. Dữ liệu thực địa từ một dự án xử lý nước thải mỏ đồng ở Giang Tây cho thấy vật liệu này đạt hiệu quả loại bỏ ion đồng 99,2% đồng thời giảm chi phí xử lý 35%.
Đồng thời, tập đoàn Mitsubishi Chemical của Nhật Bản đã giới thiệu dòng sản phẩm APAM chịu nhiệt độ cao, duy trì hiệu suất ổn định ở nhiệt độ 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, giúp 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. Những nâng cấp công nghệ trong polyacrylamide cation (CPAM)
Ngành xử lý bùn thải đã chứng kiến những thay đổi mang tính đột phá. Đầu năm 2024, tập đoàn BASF của Đức đã cho ra mắt sản phẩm CPAM thế hệ mới có trọng lượng phân tử cực cao, vượt quá 20 triệu Dalton. Thông qua công nghệ liên kết chéo chuyên biệt, sản phẩm này tạo thành cấu trúc mạng lưới dày đặc hơn trong quá trình khử nước bùn, giúp đạt được hàm lượng ẩm của bùn sau khi khử 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% đồng thời giảm lượng hóa chất tiêu thụ 15%.
Đáng chú ý hơn, một công ty khởi nghiệp của Hà Lan đã phát triển 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 đặc biệt, quy trình này hoàn toàn tránh sử dụng monome acrylamide, giảm độc tính sinh thái của sản phẩm đến 90% và cắt giảm lượng khí thải carbon đến 65% 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 những lợi thế cạnh tranh đáng kể khi đạt được sản xuất quy mô lớn vào năm 2026.
3. Các ứng dụng mở rộng của Polyacrylamide không ion (NPAM)
NPAM thể hiện những ưu điểm độc đáo trong xử lý nước chuyên dụng. Cuối năm 2023, Dow Chemical đã giới thiệu dòng sản phẩm NPAM nhạy cảm với pH, tự động điều chỉnh độ giãn nở chuỗi phân tử trong khoảng pH 2-12, giúp cải thiện hiệu quả thu giữ chất rắn lơ lửng ở kích thước 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 18,2 MΩ·cm.
Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã phát triển NPAM có khả năng phân hủy dưới ánh sáng nhìn thấy bằng cách đưa các đơn vị cấu trúc azobenzene vào. Các polyme dư thừa 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 xử lý nước uống ở Seoul và dự kiến sẽ được thương mại hóa vào năm 2025.
II. Động lực thị trường và sự phát triển khu vực
1. Những thay đổi trong bối cảnh thị trường toàn cầu
Khu vực châu Á - Thái Bình Dương đã trở thành thị trường PAM phát triển nhanh nhất, chiếm 46% tổng lượng tiêu thụ toàn cầu vào năm 2023, trong đó Trung Quốc đóng góp phần lớn vào sự 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 nhập khẩu duy trì tốc độ tăng trưởng hàng năm là 15% - đặc biệt là đối với các sản phẩm CPAM cao cấp, nơi tỷ lệ phụ thuộc vào nhập khẩu vẫn ở mức cao tới 40%.
Thị trường châu Âu cho thấy những xu hướng khác biệt. Được thúc đẩy bởi các quy định môi trường nghiêm ngặt, các sản phẩm PAM phân hủy sinh học đã tăng thị phần từ 8% năm 2020 lên 22% năm 2023. Tập đoàn Veolia của Pháp đã công bố kế hoạch thay thế hoàn toàn CPAM truyền thống bằng các sản phẩm thay thế thân thiện với môi trường vào năm 2026.
Thị trường Bắc Mỹ, được thúc đẩy bởi sự phát triển khí đá phiến, tiếp tục duy trì nhu cầu mạnh mẽ đối với APAM. Nhập khẩu PAM của Mỹ tăng 18% trong 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 tập đoàn đa quốc gia thiết lập các cơ sở sản xuất tại địa phương.
2. Động lực về giá cả và chuỗi cung ứng
Từ năm 2023 đến năm 2024, thị trường nguyên liệu 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 mới. Tuy nhiên, giá thuốc thử cation DMC (methacryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride) tiếp tục tăng do nguồn cung propylene oxide ở thượng nguồn khan hiếm, làm tăng chi phí sản xuất CPAM từ 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 theo quy trình khép kín từ acrylonitrile đến sản phẩm cuối cùng. Dự kiến đi vào hoạt động năm 2025, điều này sẽ giảm chi phí tổng thể xuống 20%. Các doanh nghiệp vừa và nhỏ chuyển hướng sang chuyên môn hóa – ví dụ, công ty Italmatch của Ý tập trung vào phát triển các công thức APAM chuyên dụng cho quá trình khử muối nước biển.
Thời gian đăng bài: 09/05/2025