I.Branchenüberblick und technologische Fortschritte
Polyacrylamid (PAM), eine der wichtigsten Chemikalien zur Wasseraufbereitung, hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte bei technologischer Innovation und Marktanwendung erzielt. Laut dem neuesten Marktforschungsbericht erreichte der globale PAM-Markt im Jahr 2023 4,58 Milliarden US-Dollar und soll bis 2028 auf 6,23 Milliarden US-Dollar wachsen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,3 %. Der Wasseraufbereitungssektor macht über 65 % des Gesamtverbrauchs aus und ist der wichtigste Wachstumstreiber der Branche.
1. Durchbrüche bei anionischem Polyacrylamid (APAM)
Im Jahr 2023 veröffentlichte ein Forschungsteam der University of Science and Technology of China wichtige Ergebnisse in *Nature Water* und entwickelte erfolgreich ein neuartiges APAM-Material mit „Smart Response“-Eigenschaften. Mithilfe der Molekularprägungstechnologie kann dieses Produkt seine Molekülkonfiguration automatisch an die Schadstoffarten im Wasser anpassen und so die Effizienz der Schwermetallionenentfernung um 40 % verbessern. Dies eignet sich insbesondere für die Abwasserbehandlung im Bergbau. Felddaten aus einem Kupferbergwerk-Abwasserbehandlungsprojekt in Jiangxi zeigten, dass dieses Material eine Kupferionenentfernung von 99,2 % erreichte und gleichzeitig die Behandlungskosten um 35 % senkte.
Gleichzeitig führte das japanische Unternehmen Mitsubishi Chemical eine hochtemperaturbeständige APAM-Serie ein, die bei 80–120 °C eine stabile Leistung bietet und so die technischen Herausforderungen der Abwasserbehandlung von Öl- und Gasfeldern bewältigt. Dieses Produkt zeigte im Ölfeld-Wasseraufbereitungssystem von Saudi Aramco eine außergewöhnliche Leistung, indem es die Flockenbildung um 50 % beschleunigte und die Absetzzeit im Vergleich zu herkömmlichen Produkten auf zwei Drittel reduzierte.
2. Technologische Verbesserungen bei kationischem Polyacrylamid (CPAM)
Der Sektor der Schlammbehandlung hat tiefgreifende Veränderungen erlebt. Anfang 2024 brachte die deutsche BASF ein ultrahochmolekulares CPAM-Produkt der neuen Generation mit einem Molekulargewicht von über 20 Millionen Dalton auf den Markt. Durch eine spezielle Vernetzungstechnologie bildet dieses Produkt bei der Schlammentwässerung dichtere Netzwerkstrukturen und erreicht so einen Schlammfeuchtigkeitsgehalt nach der Entwässerung von unter 58 % – eine Verbesserung um 10 Prozentpunkte gegenüber herkömmlichen Produkten. Nach der Einführung dieser Technologie steigerte die städtische Kläranlage von Paris ihre Schlammbehandlungskapazität um 30 % und reduzierte gleichzeitig den Chemikalienverbrauch um 15 %.
Besonders bemerkenswert ist die Entwicklung eines biosynthetischen CPAM durch ein niederländisches Startup mit Hilfe der CRISPR-Geneditierungstechnologie. Dieses Verfahren wird durch Fermentation künstlich erzeugter E. coli-Bakterien hergestellt und kommt vollständig ohne Acrylamidmonomer aus. Dadurch wird die Ökotoxizität des Produkts um 90 % reduziert und der CO2-Ausstoß während der Produktion um 65 % gesenkt. Obwohl die Kosten derzeit noch rund 20 % höher sind als bei chemischen Syntheseverfahren, werden bei Erreichen der Serienproduktion bis 2026 erhebliche Wettbewerbsvorteile erwartet.
3. Erweiterte Anwendungen von nichtionischem Polyacrylamid (NPAM)
NPAM bietet einzigartige Vorteile in der speziellen Wasseraufbereitung. Ende 2023 führte Dow Chemical eine pH-sensitive NPAM-Serie ein, die die Molekülkettenverlängerung automatisch im pH-Bereich von 2–12 anpasst und so die Effizienz der Aufnahme nanometergroßer Schwebstoffe um das Drei- bis Fünffache verbessert. Diese Technologie wird erfolgreich in der Reinstwasseraufbereitung für die Halbleiterindustrie eingesetzt und erreicht Wasserqualitätsstandards von 18,2 MΩ·cm.
Südkoreanische Forscher entwickelten durch die Einführung von Azobenzol-Struktureinheiten ein unter sichtbarem Licht abbaubares NPAM. Restpolymere können unter natürlichem Licht innerhalb von 48 Stunden in niedermolekulare Verbindungen zerfallen, wodurch herkömmliche PAM-Rückstandsprobleme vollständig gelöst werden. Diese Technologie wurde in ausgewählten Trinkwasserwerken in Seoul erprobt; die Kommerzialisierung wird für 2025 erwartet.
II. Marktdynamik und regionale Entwicklungen
1. Veränderungen im globalen Marktumfeld
Der asiatisch-pazifische Raum hat sich zum am schnellsten wachsenden PAM-Markt entwickelt und machte 2023 46 % des weltweiten Verbrauchs aus, wobei China den größten Teil des Wachstums beisteuerte. Daten der China Petroleum and Chemical Industry Federation zeigen, dass Chinas PAM-Produktion im Jahr 2023 920.000 Tonnen erreichte, wobei die Importe eine jährliche Wachstumsrate von 15 % aufrechterhalten – insbesondere bei hochwertigen CPAM-Produkten, bei denen die Importabhängigkeit weiterhin bei bis zu 40 % liegt.
Der europäische Markt zeigt differenzierte Trends. Aufgrund strenger Umweltvorschriften steigerte der Marktanteil biologisch abbaubarer PAM-Produkte von 8 % im Jahr 2020 auf 22 % im Jahr 2023. Das französische Unternehmen Veolia kündigte Pläne an, herkömmliches CPAM bis 2026 vollständig durch umweltfreundliche Alternativen zu ersetzen.
Der nordamerikanische Markt, angetrieben von der Schiefergasförderung, verzeichnet weiterhin eine starke Nachfrage nach APAM. Die US-PAM-Importe stiegen 2023 um 18 %, wobei 60 % davon für die Abwasserbehandlung bei der Öl- und Gasförderung verwendet werden. Mexiko hat sich zu einem neuen Produktionszentrum entwickelt, da mehrere multinationale Unternehmen lokale Produktionsstandorte errichtet haben.
2. Preisgestaltung und Lieferkettendynamik
Von 2023 bis 2024 erlebten die PAM-Rohstoffmärkte erhebliche Schwankungen. Die Preise für Acrylamidmonomer erreichten im dritten Quartal 2023 historische Höchststände, kehrten aber im zweiten Quartal 2024 aufgrund des Ausbaus der Produktionskapazitäten Chinas wieder auf ein angemessenes Niveau zurück. Die Preise für das kationische Reagenz DMC (Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid) stiegen jedoch aufgrund der knappen Versorgung mit Propylenoxid weiter an, was die CPAM-Produktionskosten um 12–15 % erhöhte.
Im Hinblick auf die Lieferketten beschleunigten Branchenführer die vertikale Integration. Die Solvay-Gruppe investierte 300 Millionen Euro in eine neue integrierte Produktionsstätte in Belgien, die eine vollständige Produktion vom Acrylnitril bis zum Endprodukt ermöglicht. Die Inbetriebnahme ist für 2025 geplant und wird die Gesamtkosten um 20 % senken. Kleine und mittlere Unternehmen konzentrierten sich auf Spezialisierung – beispielsweise konzentrierte sich das italienische Unternehmen Italmatch auf die Entwicklung spezieller APAM-Formulierungen für die Meerwasserentsalzung.
Beitragszeit: 09. Mai 2025