في سبتمبر 2024، أعلنت شركة «ترينسيو» العملاقة العالمية في مجال الكيماويات عن إغلاق مصنعها لإنتاج البولي كربونات (PC) في مدينة ستاد بألمانيا. ومن المتوقع أن يتوقف الإنتاج بحلول يناير 2025، وبعد ذلك تخطط الشركة لشراء منتجات البولي كربونات المركبة من مصادر خارجية، مما سيوفر ما يقدر بـ $15–20 مليون سنويًا.
وفقًا للإحصاءات، تبلغ الطاقة الإنتاجية السنوية لمصنع «ترينسيو» الألماني لإنتاج البولي كربونات (PC) 160,000 طن، مما يجعله ثاني أكبر منتج للبولي كربونات في ألمانيا بعد «كوفسترو». وعزا الباحثون قرار إغلاق المصنع إلى التقلبات في تكاليف المواد الخام، التي أثرت بشكل كبير على هوامش الربح. والجدير بالذكر أن تكاليف المواد الخام تمثل أكثر من 69% من إجمالي هيكل تكلفة البولي كربونات (PC)، مما يجعلها أكبر عنصر في التكلفة. وتأتي المرافق في المرتبة الثانية، حيث تساهم بنحو 24% في إجمالي تكلفة الوحدة. في المقابل، تمثل النفقات الأخرى، مثل المواد المضافة والمحفزات ومعالجة النفايات والعمالة والإدارة، حصصًا ضئيلة نسبيًا.
الشكل 1: نسبة البولي كربونات (PC) في هيكل التكلفة
بالنسبة للمواد الخام المستخدمة في إنتاج البولي كربونات (PC) الخالي من الفوسجين، يشكل البيسفينول أ الجزء الأكبر من تكاليف المواد الخام، حيث يمثل حوالي 83%. ويليه كربونات ثنائي الميثيل (DMC) والفينول، حيث يساهمان بنسبة 15% و2% على التوالي. وتؤثر تقلبات أسعار البيسفينول أ تأثيرًا يتجاوز 57% على تكاليف البولي كربونات، مما يجعله العامل الرئيسي والأكثر أهمية في التكلفة.
الشكل 2: نسبة تكوين تكلفة المواد الخام في صناعة البولي كربونات
الشكل 3: أسعار مادة البيسفينول أ في السوق المحلية لعام 2023
وفقًا لبيانات صادرة عن “بزنس سوسايتي”، شهدت أسعار البيسفينول أ في السوق تقلبات كبيرة منذ عام 2023، حيث اتسمت بشكل عام باتجاه يشبه «الأفعوانية». واعتبارًا من أوائل أكتوبر 2024، انخفض متوسط سعر السوق للبيسفينول أ في الصين إلى ما دون 10,000 يوان للطن. ومع ذلك، ونظرًا لأن انخفاض السعر لم يكن كبيرًا، فإنه لم ينجح في تعزيز هوامش ربح البولي كربونات (PC) بشكل ملحوظ، وهو ما قد يكون أحد الأسباب الرئيسية التي دفعت شركة Trinseo إلى اتخاذ قرار الخروج من سوق البولي كربونات.
في الوقت الحالي، تتمثل العمليات الإنتاجية الرئيسية للبولي كربونات (PC) في طريقة الفوسجين وطريقة الاسترة المتبادلة الخالية من الفوسجين. وتتمثل إحدى العمليات الإنتاجية الصديقة للبيئة الجديدة في استخدام الإيزوسوربيد ذي الأصل الحيوي كمواد خام لإنتاج البولي كربونات (PC) من خلال عملية التكثيف المتعدد عن طريق الاسترة المتبادلة. وفي الوقت الحالي، تُعد شركة «ميتسوبيشي كيميكال» اليابانية هي الشركة الوحيدة التي نجحت في تسويق إنتاج البولي كربونات ذات الأصل الحيوي. وعلى عكس مادة البيسفينول أ، يُعد الإيزوسوربيد ذو الأصل الحيوي مركبًا أليفاتيكيًا يتمتع بدرجة عالية من الأمان، مما يجعله واعدًا للغاية للاستخدام في مجالات مثل تغليف المواد الغذائية وزجاجات الرضع والأجهزة الطبية.
الشكل 4: المسار التكنولوجي لتخليق البولي كربونات من الجلوكوز
كانت شركتا «ميتسوي كيميكالز» و«ميتسوبيشي غاز كيميكال كومباني» (MGC) أول من نجح في تحقيق الإنتاج التجاري للبوليمرات المشتركة من البولي كربونات (PC) ذات الأصل الحيوي باستخدام الإيزوسوربيد. وتشير شركة «ميتسوبيشي كيميكال» إلى أن منتج «دورابيو» يتميز بخصائص بصرية ومقاومة للصدمات فائقة مقارنةً براتنجات البولي كربونات التقليدية. وعلى عكس البيسفينول أ، يُعد الإيزوسوربيد مركبًا أليفاتيكيًا. وبالإضافة إلى شفافيته العالية وتجانسه البصري، لا يتعرض راتنج البولي كربونات هذا إلا لاصفرار طفيف عند تعرضه للضوء. كما أن شفافيته العالية تجعل من السهل تلوينه، حتى بالنسبة للظلال الداكنة والتشطيبات المعدنية.
الإيزوسوربيد هو مادة خام ذات أصل حيوي يمكنها أن تحل محل البيسفينول أ في إنتاج البولي كربونات (PC). ويتم الحصول عليه عن طريق استخلاص الجلوكوز من مصادر مختلفة للكتلة الحيوية، ثم إجراء عملية هدرجة الجلوكوز بشكل تحفيزي لإنتاج السوربيتول، ثم تجفيف السوربيتول بشكل تحفيزي للحصول على الإيزوسوربيد. يمكن للإيزوسوربيد أن يحسّن بشكل كبير أداء البولي كربونات والبولي يوريثان والبوليستر وراتنجات الإيبوكسي في تطبيقات متنوعة مثل التغليف وصناعة السيارات والطلاءات والمواد اللاصقة. بالإضافة إلى ذلك، وبفضل طبيعته الحيوية، فإن تصنيع البولي كربونات باستخدام الإيزوسوربيد يدعم الصناعات التحويلية في تحقيق أهداف انبعاثات الكربون الصافية الصفرية.
أطلقت شركة «سابك» (SABIC)، الرائدة عالمياً في مجال الكيماويات، البوليمر المشترك LNP™ ELCRIN™ EXL7414B، وهو أول بوليمر مشترك من البولي كربونات (PC) ذي أصل حيوي تنتجه الشركة، والذي يساعد صناعة الإلكترونيات الاستهلاكية على تحقيق أهداف «صافي انبعاثات الكربون الصفرية» مع تعزيز استراتيجية «سابك» للاستدامة. كما يُعد هذا البولي كربونات القائم على المواد الحيوية أول منتج لشركة «سابك» يحصل على شهادة الاستدامة الدولية وشهادة الكربون (ISCC+). ووفقًا لنهج توازن الكتلة، فإن أكثر من 50% من المحتوى القائم على المواد الحيوية في تركيبته يتم الحصول عليه من النفايات. وبالمقارنة مع البدائل القائمة على المواد الأحفورية، يقلل كل كيلوغرام من هذه الراتنجات الحيوية الجديدة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار كيلوغرامين. وقد تم بالفعل تطبيق هذا البولي كربونات الحيوي المبتكر بنجاح في أغطية بطاريات الهواتف الذكية، مما يمكّن العملاء النهائيين من تحقيق تميّز تنافسي وبذل جهود أقوى في مجال الاستدامة.
يعتمد الانتشار الواسع لاستخدام البولي كلوريد الفينيل (PC) ذي الأصل الحيوي على تطوير المواد الخام الأولية. وباعتباره مادة خام ممتازة ذات أصل حيوي، يُشتق الإيزوسوربيد في المقام الأول من السوربيتول، وهو مادة متوفرة على نطاق واسع، وفعالة من حيث التكلفة، وصديقة للبيئة. ونتيجة لذلك، يُعتبر الإيزوسوربيد ثاني أكثر المواد الكيميائية الحيوية الواعدة بعد حمض البوليلاكتيك، ويتمتع بإمكانيات تجارية كبيرة.في مجال الأدوية، يُستخدم الإيزوسوربيد كمدر للبول تناقضي فعال عن طريق الفم، كما يُستخدم في تحضير أدوية مثل ثنائي نترات الإيزوسوربيد وأحادية نترات الإيزوسوربيد. وفي مجال البلاستيك، تمثل الملدنات القائمة على السيترات والمُصنَّعة من الإيزوسوربيد وحمض الستريك فئة جديدة من الملدنات الخضراء والصديقة للبيئة التي يمكن أن تحل محل الملدنات التقليدية مثل تلك القائمة على الفثالات.