《基礎化工行業合成生物學產品及行業格局梳理(一):小品種氨基酸、尼龍、長鏈不飽和脂肪酸-230815(91頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《基礎化工行業合成生物學產品及行業格局梳理(一):小品種氨基酸、尼龍、長鏈不飽和脂肪酸-230815(91頁).pdf(91頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告|2023年年08月月15日日合成生物學產品及合成生物學產品及行業格局梳理行業格局梳理(一)(一)小品種氨基酸、尼龍小品種氨基酸、尼龍、長鏈不飽和脂肪酸長鏈不飽和脂肪酸證券分析師:楊林010-S0980520120002行業研究行業研究 專題報告專題報告基礎化工基礎化工 合成生物學合成生物學證券分析師:張瑋航021-S0980522010001請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容摘要摘要國信化工觀點:國信化工觀點:1 1)合成生物學是一門發展迅速的前沿交叉學科合成生物學是一門發展迅速的前沿交叉學科,被譽為第三次生物技術
2、革命被譽為第三次生物技術革命,其下游應用廣泛其下游應用廣泛,需求正在不斷擴張需求正在不斷擴張。合成生物學是一門融合了生物學、信息學、基因組學、化學等多學科的交叉學科,在學習自然生命系統的基礎上建立出人工生物,并制造出滿足人類需求產品。合成生物學通過設計和構建細胞工廠,能夠使細胞以淀粉、纖維素、CO2等可再生碳為原料,生產重要的化工產品、天然藥物、食品、生物能源等產品,合成生物學相可以實現更高的轉化效率、更低的成本,更友好的路線。2 2)我國大品種氨基酸產能充沛我國大品種氨基酸產能充沛,小品種氨基酸如丙氨酸小品種氨基酸如丙氨酸、纈氨酸纈氨酸、異亮氨酸異亮氨酸、等亟需擴大產能等亟需擴大產能、降低成
3、本降低成本,通過合成生物學的手段通過合成生物學的手段,可有效降低小品種氨基酸生產成本可有效降低小品種氨基酸生產成本。丙氨酸在食品、醫藥日化等領域具有廣泛應用,丙氨酸生產的化工流程溫度高、壓力大、酸堿強,環境污染嚴重。目前,工業化生產丙氨酸采用發酵法和微生物酶法代替了原有的化學合成法丙氨酸,華恒生物利用合成生物方法改造微生物突破厭氧發酵技術,使丙氨酸的生產成本較酶法降低50%;纈氨酸可以改善母豬生產性能,提高動物免疫力,在飼料行業的需求快速增長,由于纈氨酸的合成途徑屬于丙氨酸衍生物類型,華恒生物在具備丙氨酸厭氧發酵技術后又突破了低成本纈氨酸生物發酵技術;通過人工合成酶對丙烯酸定向加氨形成了-丙氨
4、酸,較傳統天冬氨酸脫羧法極大的降低了產品成本。全球丙氨酸市場自2016年3.5萬噸增長至2019年5萬噸,年化復合增長率為13%,預計丙氨酸市場在未來四年內繼續保持穩定增長,在2023年將達到8萬噸,同比2019年5.1萬噸增長57%;近年來全球纈氨酸市場規模保持著迅猛增長態勢,全球需求量從2016年的0.73萬噸增長到2019年的3.25萬噸,年復合增長率高達65%。3 3)尼龍尼龍6666重要上游原材料己二腈等目前國內化率仍在提升中重要上游原材料己二腈等目前國內化率仍在提升中,生物基戊二胺可實現替代法生產生物基戊二胺可實現替代法生產,長鏈尼龍作為具有優異的耐磨性和耐低溫性長鏈尼龍作為具有優
5、異的耐磨性和耐低溫性,其重要的上游原材長鏈二元酸其重要的上游原材長鏈二元酸(DCDC1212及及DCDC1010)可通過合成生物學實現低成本制備可通過合成生物學實現低成本制備。PA66主要應用領域為工程塑料和工業纖維,在汽車輕量化的趨勢下其市場潛力較大,但PA66的上游原材料己二腈生產技術壁壘很高,差能由歐、美、日控制,國內僅能實現小部分生產,且成本高昂。合成生物學可通過利用賴氨酸脫羧的方式生產戊二胺,通過尼龍56對尼龍66實現替代。長鏈尼龍的重要原料長鏈雙元脂肪酸傳統合成方法為化學合成法或由蓖麻油分解制備,凱賽生物通過合成生物學利用簡單的烷烴經過發酵即可廉價制備DC12及DC10,在全球市場
6、占據了較高份額。4 4)營養素市場空間廣闊營養素市場空間廣闊,合成生物學大有可為合成生物學大有可為。長鏈不飽和脂肪酸DHA及ARA對嬰幼兒記憶力、思維能力及視網膜發育具有重要作用,廣泛應用與嬰幼兒配方奶粉及保健品,隨著人們健康意識的提高,對DHA及ARA的需求不斷增加。DHA的主要生產來源為深海魚類,但隨著海洋污染加劇,魚油DHA存在食品安全風險,且魚油含有大量EPA,限制了其使用范圍,通過生物發酵法生產的DHA有效規避了這些分險,在DHA市場中的市占率不斷提高。相關標的:相關標的:“雙碳”背景下合成生物學有望在未來5-10年保持高速增長,我們看好合成生物學在低成本替代現有材料及制備新材料的潛
7、力,具備技術及成本優勢的合成生物學企業將有望充分獲得競爭優勢。相關標的為華恒華恒生物生物、凱賽生物凱賽生物、嘉必優嘉必優等企業。風險提示:風險提示:原材料價格大幅波動風險;產品需求不及預期的風險;生產成本降低不及預期的風險;產品品類擴張不及預期的風險;在建項目進度不及預期的風險等。2UtUWYUUmWNAbRdN9PpNqQmOsRlOrRyQkPrQsM6MnMnNuOpPsQwMtPrN請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學概述1 1保健品類4 4生物基尼龍3 3目錄目錄風險提示及免責聲明末頁末頁相關上市公司介紹5 5小品種氨基酸2 2請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所
8、有內容合成生物學概述1目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學:多學科的融合產物,生命科學的拆解和再創造的過程合成生物學:多學科的融合產物,生命科學的拆解和再創造的過程 合成生物學是一門融合了生物學、信息學、基因組學、化學等多學科的交叉學科,在學習自然生命系統的基礎上,建立人工生物,制造出滿足人類需合成生物學是一門融合了生物學、信息學、基因組學、化學等多學科的交叉學科,在學習自然生命系統的基礎上,建立人工生物,制造出滿足人類需求產品。求產品。合成生物學由于實現了從“認識生命”到“設計生命”的跨越,被學界譽為第三次生物技術革命。合成生物學的核心在于經改造的底盤細胞通
9、過其自身代謝,表達植入的特定基因從而獲得目標產品,因此選擇合適的底盤細胞并通過基因線路設計獲得正確的代謝途徑至關重要。隨著代謝科學的不斷發展,結合量子化學計算、AI輔助分子設計等技術通過對底盤細胞的“設計-構建-測試-學習”循環改進,實現對生物性狀的定向構建與優化,滿足產業化應用。合成生物學的重要原則包括標準化、去耦合和模塊化。目前產業中合成生物學多指用生物質通過微生物細胞工廠生產氨基酸、有機酸、抗生素等有價細胞代謝產物。目前產業中合成生物學多指用生物質通過微生物細胞工廠生產氨基酸、有機酸、抗生素等有價細胞代謝產物。合成生物學通過設計和構建細胞工廠,能夠使細胞以淀粉、纖維素、CO2等可再生碳為
10、原料,生產重要的化工產品、天然藥物、食品、生物能源以及生物材料等產品。合成生物學可以實現更高的轉化效率、更低的成本,更友好的路線。圖:圖:DBTL循環是合成生物學的核心循環是合成生物學的核心圖:產業中的合成生物學主要指利用生物質發酵產生各種有價產品圖:產業中的合成生物學主要指利用生物質發酵產生各種有價產品資料來源:RespectM revealed metabolic heterogeneity powers deep learning for reshaping the DBTL cycle.,國信證券經濟研究所整理資料來源:劉虎虎,田云.走進合成生物學J.科學,2023,75(02):30
11、-34+69.,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學:是生物基材料來源的合成生物學:是生物基材料來源的方式之一,對方式之一,對生命編程的過程生命編程的過程合成生物學原理:合成生物學原理:以工程化設計理念,對生物體進行有目標的設計、改造乃至重新合成。設計改造生命系統,合成具有成本規模優勢的產品。核心原理:用工程思維解釋合成生物學核心原理:用工程思維解釋合成生物學,將生命系統模塊化和標準化將生命系統模塊化和標準化。模塊化:模塊化:找到“基因元件基因元件”來認識和重構生物學功能。標準化:標準化:湯姆-奈特和德魯-安迪建立了標準生物學組件登記庫。計算機模擬生命:
12、計算機模擬生命:“基因元件”重構的精準度極高,計算機模擬和人工智能可以提高合成生命的精準度,有效縮短生產周期。合成新生命的方法:合成新生命的方法:1.加速篩選加速篩選:丘奇教授發明的MAGE(Multiple Automated Genome Engineering)方法可以加速生命進化,把一些隨機的DNA片段和大腸桿菌混合培養,大腸桿菌有可能吃掉這些DNA片段,整合進自己的基因組,以20分鐘繁殖一代的速度創造數目巨大的基因組。2.創建突變開關:創建突變開關:采用酵母基因組(酵母有16條染色體,1400萬對堿基),在基因組里插入5000個特殊的DNA序列,遇到催化酶后,形成極端性狀。3.定向進
13、化蛋白質:定向進化蛋白質:深入基因元件內部修改其結構。DeepMind采用人工智能的方法對蛋白質進行預測,用幾千種已知的蛋白質結構訓練神經網絡算法,2周時間內預測一個蛋白質結構。圖:人工基因組的設計、合成與應用圖:人工基因組的設計、合成與應用原核生物真核生物組裝、重組與替換寡核苷氨酸人工DNA人工基因組基因組精簡密碼子擴展遺傳系統進行演化能源化學品醫藥資料來源:CNKI,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學核心理念:通過合成生物學核心理念:通過DBTL循環實現設計目標循環實現設計目標合成生物學的核心在于經改造的底盤細胞通過其自身代謝,表達植入的特定基因從
14、而獲得目標產品,因此選擇合適的底盤細胞并通過基因線路設計獲得正確的代謝途徑至關重要。隨著代謝科學的不斷發展,結合量子化學計算、AI輔助分子設計等技術通過對底盤細胞的“設計-構建-測試-學習”循環改進,實現對生物性狀的定向構建與優化,滿足產業化應用。資料來源:楊永富,耿碧男,宋皓月等.合成生物學時代基于非模式細菌的工業底盤細胞研究現狀與展望J.生物工程學報,2021,37(03):874-910,國信證券經濟研究所整理圖:合成生物學驅動生物制造的典型過程示意圖:合成生物學驅動生物制造的典型過程示意真核細胞原核細胞通用植物底盤底盤細胞基因編輯細胞培養細胞篩選生物設計基因組原件線路生物網絡從實驗室到
15、應用發酵工藝純化分離生物基產品氨基酸維生素醫藥中間體功能性食品聚合物單體精細化學品天然產物DBTL循環請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學:近年來資本市場加速入場,行業產業化飛速發展合成生物學:近年來資本市場加速入場,行業產業化飛速發展 合成生物學最初由Hobom B.于1980年提出來表述基因重組技術,隨著分子系統生物學的發展,2000年E.Kool在美國化學年會上重新定義了“合成生物學”概念,這標志著合成生物學的正式出現,之后學科迅速發展。合成生物學合成生物學2020余年的發展歷程大致可以分為余年的發展歷程大致可以分為 4 4 個階段:個階段:(1 1)合成生物學的萌芽合
16、成生物學的萌芽(2000200020052005年年),該時期產生了許多具備領域特征的研究手段和理論,特別是基因線路工程的建立及在代謝工程中的成功運用:(2 2)基礎研究起步期基礎研究起步期(2005200520112011年年),合成生物學研究開發總體上處 于工程化理念日漸深入、使能技術平臺得 到重視、工程方法和工具不斷積淀的階段;(3 3)快速創新和應用轉化時期快速創新和應用轉化時期(2011201120152015年年),這個時期涌現出了大量新技術和新工程手段,特別是人工合成基因組能力的提升,以及基因組編輯技術的突破等,從而使合成生物學的研究與應用領域大為拓展;(4 4)飛速發展新時期飛
17、速發展新時期(20152015 年至今年至今),合成生物學的“設計構建測試-學習”等概念提出,多學科融合程度加深,疊加資本市場加速入場,行業產業化飛速發展。圖:合成生物學各主要發展階段圖:合成生物學各主要發展階段資料來源:合成生物學發展J.中國科技信息,2022,No.687(22):2-3.,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學應用領域:開發、醫藥、化工、能源、食品和農業等合成生物學應用領域:開發、醫藥、化工、能源、食品和農業等資料來源:王曉梅,楊小薇,李輝尚等.全球合成生物學發展現狀及對我國的啟示J.生物技術通報,2023,39(02):292-30
18、2.DOI:10.13560/ki.biotech.bull.1985.2022-0352.國信證券研究所整理圖:合成生物學科產品可覆蓋醫藥、能源、化工、食品等諸多領域圖:合成生物學科產品可覆蓋醫藥、能源、化工、食品等諸多領域請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容全球合成生物學市場規模:有望按全球合成生物學市場規模:有望按CAGR24%CAGR24%成長至成長至20242024年的年的188.85188.85億美元億美元 工業化學品產品將占合成生物學市場規模的工業化學品產品將占合成生物學市場規模的1919.8 8%。據BCC Research數據,2019年,全球合成生物市場規模達到53
19、.19億美元,預計在2024年將成長至188.85億美元,2019-2024年CAGR達24%。從下游行業應用來看,醫療健康、科研和工業化學品為合成生物學的三大應用行業,其中醫療健康是最大的細分市場,2024年市場規模有望達到50.22億美元,將占整體合成生物市場規模的26.6%;科研、工業化工產品則將分別占到21.0%、19.8%。據BCG預計,到2026年,2021年的三大應用方向將繼續領跑,三大應用方向的全球市場規模都將超過60億美元。從細分賽道增速方面來看,由于食品和飲料以及消費品有低客單價和高頻的特征,預計是未來幾年增速最快的兩個細分賽道,2024年市場規模分別為25.75億美元和1
20、3.46億美元;醫療健康和科研盡管是占比最大的兩個細分賽道,增速卻是最慢的。食品飲料、農業和消費產品將迎來大幅提升,并且CAGR將遠超過醫療健康、科研和工業化工,迎來超過40%的高增長率。資料來源:BCC Research,國信證券經濟研究所整理圖:圖:2017-2024年合成生物學市場規模及預測(億美元)年合成生物學市場規模及預測(億美元)2017201820192024E消費品1.611.732.1813.46農業1.001.491.8722.33食品與飲料0.911.282.1325.75工業化學品8.509.6511.1037.47科研12.5115.1514.8239.61醫療健康1
21、7.0518.9721.0950.2217.0518.9721.0950.2212.5115.1514.8239.618.509.6511.1037.4725.7522.3313.46020406080100120140160180200億美元醫療健康科研工業化學品食品與飲料農業消費品圖:圖:2017-2024年全球合成生物學各領域市場規模的年復合增速預測年全球合成生物學各領域市場規模的年復合增速預測61.2%55.8%35.4%23.6%17.9%16.7%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%食品與飲料農業消費品工業化學品科研醫療健康資料來源:BCC
22、 Research,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容全球合成生物學市場規模:全球合成生物學市場規模:20242024年亞太市場規模將達年亞太市場規模將達2424億美元,占比億美元,占比13%13%據BCC Research數據,從地域分布來看,北美和歐洲市場仍然占據主要地位,合計占比超80%;到2024年市場規模將達到24億美元,亞洲市場占比將達13%。其中,中國的合成生物學市場增長也很迅猛。全球經濟活動中60%的實物投入有望依靠生物技術獲得,預計在2023年-2040年,合成生物學將每年為全球帶來2-4萬億美金的直接經濟效益。資料來源:BCC Researc
23、h,國信證券經濟研究所整理圖:圖:2017-2024年合成生物學市場規模及預測(十億美元)年合成生物學市場規模及預測(十億美元)圖:預計圖:預計2024年,全球各合成生物學市場占比年,全球各合成生物學市場占比北美洲60%歐洲24%亞太13%其他3%北美洲歐洲亞太其他資料來源:BCC Research,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學技術壁壘一:代謝路徑設計合成生物學技術壁壘一:代謝路徑設計 設計、模擬和實驗是合成生物學的基礎。設計、模擬和實驗是合成生物學的基礎。細胞工廠的構建首先需要創建微生物的基因組代謝網絡和調控網絡模型,然后在此基礎上設計出目標化
24、學品的最優合成途徑,避免其他副產物的競爭,使目標化學品的合成途徑在熱力學上可行,合成過程能量供給充足。自然狀態下,如不摻雜人為因素,微生物合成途徑中各個酶的催化效率幾乎不可能達到非常協調的狀態,催化效率慢會限制合成的速度,催化效率快會導致中間代謝物累積使細胞“中毒”,這些都會制約細胞工廠的生產速率。因此,優化合成途徑使其達到平衡協調至關重要。目前主要通過多基因調控技術及蛋白骨架技術來調整基因序列或者酶的順序來提升催化效率。資料來源:2022年第六屆萬物生長大會生物技術創新論壇趙國屏院士 合成生物學與生物技術一一從“造物致用”到產業轉化,國信證券經濟研究所整理圖:通過對基因的編輯來調控整個生命系
25、統圖:通過對基因的編輯來調控整個生命系統DNARNA蛋白質復制逆轉錄轉錄復制翻譯一級結構高級結構活性蛋白(酶)代謝分子調控JacobMonod中心法則中心法則圖:三羧酸循環圖:三羧酸循環資料來源:魏晨,徐瑞華,鞠懷強.三羧酸循環的代謝物與腫瘤發生相關性的研究進展J.中國腫瘤臨床,2021,48(21):1088-1092.,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學技術壁壘二:細胞工廠構建合成生物學技術壁壘二:細胞工廠構建 基因元件是指具有某種特定的生物學基因元件是指具有某種特定的生物學功能的功能的DNADNA或或RNARNA,是設計合成生物的,是設計合成生物
26、的的基本單位。的基本單位。其主要的特性是信號接收與輸入,調節信息流、代謝與生物合成功能。具有可連接性末端的標準化的基因元件被稱為“生物磚”是構建細胞工廠的基礎。生物模塊是指一組細胞內區域化的生物器件,它們由內在功能聯系在一起,執行特定的復雜功能,如代謝途徑、信號轉導途徑、調控途徑等。生物元件與生物模塊是合成生物學的生物元件與生物模塊是合成生物學的工具包。工具包。通過設計一構建一檢測一學習一進一步設計,反復循環,實現構造滿足要求的細胞工廠,通過最后實現放大達到產業轉化。資料來源:袁姚夢,邢新會,張翀.微生物細胞工廠的設計構建:從誘變育種到全基因組定制化創制J.合成生物學,2020,1(06):6
27、56-673.,國信證券經濟研究所整理圖:圖:微生物細胞工廠設計構建的發展歷程微生物細胞工廠設計構建的發展歷程請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學技術壁壘三:合成生物學技術壁壘三:產業化放大及產物提純產業化放大及產物提純 發酵放大并非所有參數直接線性放大,需要綜合考慮罐體溫度、溶氧、菌體、補料速度等傳質、擴散動力學因素,這些因素會造成發酵結果與小試差別很大,而且有可能在不同的發酵階段,采用不同的參數控制方式,這些都是在搖瓶小試時無法做到的。發酵產物濃度較低,屬于稀水液系統且成分復雜,含有目的產物、微生物細胞碎片其他代謝副產物、殘留培養基無機鹽等。還含有色素、熱源物質、毒性物質
28、等有機雜質并且產物穩定性低,對熱、酸、堿、有機溶劑、酶、機械力等敏感,易失活或分解。這些性質都增加了產物提純的難度。分離純化步驟有所不同,但大多數包括以下四個步驟:發酵液預處理和菌體分離、提取、精制、成品加工。資料來源:田凱飛.法尼烯生物發酵過程放大及產品分離D.北京化工大學,2023.國信證券經濟研究所整理圖:合成生物學生產放大流程圖:合成生物學生產放大流程圖:合成生物學產物分離純化主要工藝圖:合成生物學產物分離純化主要工藝資料來源:各公司官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學產業優勢一:合成生物學產業優勢一:替代化學合成或天然提取路線,提高生產經
29、濟性替代化學合成或天然提取路線,提高生產經濟性 合成生物學路線替代化學合成或天然提取路線,可顯著提高生產經濟性。合成生物學路線替代化學合成或天然提取路線,可顯著提高生產經濟性。(1)合成生物學以淀粉等糧食原料、秸稈等農業廢棄物以及CO2等為原料,使得原材料成本占比降低。(2)相較于化學反應,合成生物學大部分反應在微生物或酶的作用下進行,反應條件更溫和,產業鏈長度以及生產周期縮短。(3)合成生物學借助酶催化反應,酶與底物結合及催化特異性強,使得底物轉化效率高,減少副產物和三廢生成。以丙氨酸產品為例:以丙氨酸產品為例:丙氨酸產品生產工藝歷史上經歷了從天然提取法、化學合成法(傳統化工制造)、酶法到發
30、酵法的技術演變,天然提取法和化學合成法存在成本過高、合成路線較長和環保壓力大等問題,目前,通過合成生物學過程對菌株進行改造后丙氨酸單位成本較發酵法大幅下降。資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理表:各種蛋白質生產方法優劣比較表:各種蛋白質生產方法優劣比較圖:合成生物學為基礎的發酵法產丙氨酸成本明顯降低(元圖:合成生物學為基礎的發酵法產丙氨酸成本明顯降低(元/噸)噸)指標指標天然提取法天然提取法化學合成法化學合成法酶法酶法發酵法發酵法(合成生物學)(合成生物學)產量低高高高成本高高較高低核心步驟強酸水解化學催化酶催化發酵技術要求低低高高工藝路線長長短短產品質量低高高高原材料來源可再
31、生石油基石油基可再生環境友好度低低較高高資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學產業優勢二:合成生物學產業優勢二:制備生物基的藥物、化學品或其他新材料制備生物基的藥物、化學品或其他新材料 天然生物中有超過300萬種的新分子和新材料尚待發掘應用,其中包括小分子和聚合物、生物大分子和生物材料等,理論上它們的多樣性與石油化工產品相當。同時,在復雜的生物系統中存在著大量化工合成途徑的替代方案,例如用生物合成小分子前體、用酶代替化工催化過程等。某些材料利用石油的化工制造也非常困難,造價很高,甚至對于一些特殊的材料,化工方法是無法合成出來的
32、,比如蛛絲蛋白、高分子肌動蛋白材料等,這些性質優良的材料只能通過生物法合成。資料來源:藍晶微生物(Bluepha)官網,國信證券經濟研究所整理圖:合成生物學可以制備大量化學方法無法制備的物質圖:合成生物學可以制備大量化學方法無法制備的物質資料來源:藍晶微生物(Bluepha)官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學產業優勢三:合成生物學產業優勢三:擺脫對化石燃料的依賴,實現材料的綠色低碳制備擺脫對化石燃料的依賴,實現材料的綠色低碳制備 合成生物學可以在原料端擺脫對化石原料的依賴,生產過程中節能減排,可以實現材料的綠色低碳制備。合成生物學可以在原料端擺脫
33、對化石原料的依賴,生產過程中節能減排,可以實現材料的綠色低碳制備。合成生物學可以生物質、二氧化碳為原料,生產清潔、高效、可持續的化學品和生物能源產品,實現對不可再生資源的逐步替代。例如,經過合成生物學方法改造過的光合藻類富含大量的脂質,被稱為“生物柴油”,可以一定比例添加至汽柴油中使用,以替代原有化石能源。據中科院天工所統計,與石化路線相比,目前合成生物制造產品平均節能減排30-50,未來潛力將達到50-70。世界自然基金會(WWF)預估,到2030年工業生物技術每年可降低10億噸至25億噸二氧化碳排放。這將對化石原料的替代、高能耗高物耗高排放工藝路線的替代及傳統產業的升級產生重要的推動作用。
34、資料來源:IEA Bioenergy,國信證券經濟研究所整理圖:合成生物學生產大宗化工產品碳減排量(噸)圖:合成生物學生產大宗化工產品碳減排量(噸)1.2 1.5 1.9 2.5 2.7 2.8 2.9 3.3 3.3 3.7 3.9 5.0 5.2 0123456噸噸表:合成生物學生產化工產品的環保及成本優勢表:合成生物學生產化工產品的環保及成本優勢化學品化學品傳統工藝傳統工藝生物基生產企業生物基生產企業 CO2排放降低排放降低成本優成本優勢勢己二酸(ADA)環己烷氧化環己酮和環己醇,再經硝酸氧化Rennovia85%20-30%丁二酸(SA)丁烷制備馬來酸酥后催化加氫Succinity、B
35、ioAmber75-100%基本持平1,4-丁二酸(BDO)乙快法/馬來酸酥法/環氧丙烷法Genomatica75-100%15-30%L-丙氨酸丙酮酸和氨基在輔酶的作用下生成L-丙氨酸華恒生物零排放50%資料來源:E4tech,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學發展合成生物學發展進程:技術快速迭代,發展速度有望快速爆發進程:技術快速迭代,發展速度有望快速爆發生物技術的快速發展推動合成生物學快速爆發。生物技術的快速發展推動合成生物學快速爆發。由于基因測序、基因編輯、基因合成三個合成生物學底層技術成本快速發展,使合成生物學的研發門檻不斷降低。大數據處理、
36、深度學習及AI輔助分子設計等信息技術的發展,實現了底盤細胞設計的快速迭代設計,加快了工程菌的研發。相關底層技術的快速發展奠定了合成生物學產業爆發的基礎。資料來源:王曉梅,楊小薇,李輝尚等.全球合成生物學發展現狀及對我國的啟示J.生物技術通報,2023,39(02):292-302.國信證券研究所整理圖:合成生物學底層技術發展脈絡圖:合成生物學底層技術發展脈絡請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學快速發展:技術快速迭代合成生物學快速發展:技術快速迭代 近20年來,合成生物學專利數量總體呈現明顯增加趨勢是近年來的專利研發熱點之一,從基礎研究到實際應用轉化速度明顯加快。近15年,測序
37、成本下降超10000倍,oligo合成成本下降約10倍,關鍵步驟成本的快速下降直接推動了合成生物學的迅猛發展。資料來源:李玉娟,仇華炳,柳天晴等.合成生物醫學應用領域態勢分析J.集成技術,2021,10(04):3-16.、國信證券經濟研究所整理合成生物學發展和市場圖:合成生物學相關專利數量走勢圖:合成生物學相關專利數量走勢圖:人類基因組測序成本(美元)圖:人類基因組測序成本(美元)資料來源:NHGRI Genome Sequencing Program,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學快速發展:全球范圍內政策重點鼓勵推動合成生物學快速發展:全球范圍
38、內政策重點鼓勵推動 合成生物學因其巨大的潛力,已成為各國重點進行戰略布局的新興領域。拜登政府將合成生物學列為2021美國創新與競爭法案十大關鍵技術重點領域之一,同被列為重點技術的包括人工智能、半導體、量子科學等。中國發布的第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要中,也明確將合成生物學列為科技前沿領域方向之一。隨后,北京、上海、深圳、天津等地方政府也陸續將合成生物學列為發展規劃的重點關注領域。資料來源:各部委官網,新華網,國信證券經濟研究所整理圖:圖:中美兩國推動合成生物學政策中美兩國推動合成生物學政策(不完全統計不完全統計)國家國家時間時間政策內容政策內容中國中國2022“十四五”生物經濟發展
39、規劃:推動合成生物學技術創新,突破生物制造菌種計算設計高通量篩選高效表達精準調控等關鍵技術,有序推動在新藥開發、疾病治療、農業生產、物質合成、環境保護、能源供應和新材料開發等領域應用。發展合成生物學技術,探索研發“人造蛋白”等新型食品實現食品工業選代升級,降低傳統養殖業帶來的環境資源壓力2021“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要:構筑產業體系新支柱,推動生物技術和信息技術融合創新,加快發展生物醫藥、生物育種、生物材料、生物能源等產業,做大做強生物經濟2021關于推進中央企業高質量發展做好碳達峰碳中和工作的指導意見:要大力發展綠色低碳產業,加快發展生物技術,積極發展煤基生物可降解材料,以及因
40、地制發展生物質能2021“十四五”原材料工業發展規劃:規劃將發展生物基材料納入重點任務,其中促進產業供給高端化重點任務中提到,要積極開展可降解生物基材料、碳基材料、生物醫用材料等關鍵技術,加快產業發展綠色化重點任務中提至要加快塑料污染治理和塑料循環利用推進生物降解塑料的產業化與應用美國美國2022美國總統簽署關干推講生物技術和生物制造創新以實現可持續、安全和可靠的美國生物經濟的行政命令,旨在鼓勵美國生物技術和生物制造2021美國國會參議院通過了2021美國創新與競爭法案。在該法案中,合成生物學位列關鍵技術重點領域之一2015美國國家研究理事會發布生物學工業化路線圖:加速化學品的先講制造,提出了
41、生物制造的發展愿景并制定了多個領域的路線及目標2014在美國國防部發布的國防部科技優先事項中,合成生物學被列為了21世紀優先發展的六大顛覆性基礎研究領域之一2006美國國家自然科學基金會(NSF)為新成立的合成生物學工程研究中心(SynBERC)提供3900萬美元的資助請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學快速發展:資本加重下注合成生物學快速發展:資本加重下注資本加速入局資本加速入局,合成生物學帶動全球投融資熱潮合成生物學帶動全球投融資熱潮。根據Synbiobeta數據,2020年合成生物學獲得融資總和達78億美元,約為上一峰值2018年的兩倍。2021年合成生物學行業融資總額
42、約180億美元,又幾乎是2009年以來該行業融資的總和。據華經產業研究院數據,2021年中國合成生物學獲得投融資16起,較2020年增長10起,獲得22.95億元的融資金額,較2020年增長1.36億元。2022年,合成生物學企業融資頻次和數額再創新高。2022年中國合成生物學企業融資頻次至少已經達到43起,融資金額已經超過66億元,創下了新的融資紀錄。資料來源:SynbioBeta,國信證券經濟研究所圖:合成生物領域全球年度融資總額(億美金)圖:合成生物領域全球年度融資總額(億美金)圖:國內合成生物學一級市場融資次數圖:國內合成生物學一級市場融資次數資料來源:SynbioBeta,國信證券經
43、濟研究所請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學應用示例:用合成生物學的方法生產合成生物學應用示例:用合成生物學的方法生產1,3-丙二醇以及丙二醇以及PTT 生產生產1,3-丙二醇的方法主要有三種:丙二醇的方法主要有三種:1)化學法:化學法:有丙烯醛水合加氫法、環氧乙烷羰基合成法和丙烯醛水合加氫法。對生產原料及設備要求高,生產存在設備投資大,工藝復雜,條件苛刻,存在環境污染,且原料石油資源日益匱乏。1,3-丙二醇下游為PTT 纖維,合成生物學方法可以降低1,3-丙二醇價格,從而使PTT纖維價格具備經濟性,打開市場并拉動其本身應用空間。2)合成生物法合成生物法-以葡萄糖為原料底物的
44、杜邦工藝:以葡萄糖為原料底物的杜邦工藝:市場售價約2萬/噸,質量好。3)合成生物法合成生物法-以甘油為原料底物的蘇州蘇震以甘油為原料底物的蘇州蘇震/清華大學清華大學、美景榮美景榮/華東理工大學工藝:華東理工大學工藝:甘油發酵法的菌種效率低,甘油轉化率60-70%,副產物有乙醇、乳酸、丁二酸、乙酸等,分離提純復雜,需要絮凝、濃縮和精餾、脫鹽等多個工序,生產成本約2萬/噸。合成生物學方法可以提高經濟效益,判斷經濟效益三個指標:產品濃度產品濃度(g/L);單位體積生產速率單位體積生產速率(g/L/h);摩爾轉化率摩爾轉化率(mol/mol)。資料來源:CNKI,國信證券經濟研究所整理圖:合成生物法生
45、產圖:合成生物法生產1,3丙二醇方法丙二醇方法葡萄糖甘油1,3丙二醇日化PTT大腸桿菌發酵底物請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學:小品種氨基酸2目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容氨基酸行業概況氨基酸行業概況資料來源:華經情報網,國信證券經濟研究所整理 氨基酸是一種含有氨基和羧基的一類有機化合物氨基酸是一種含有氨基和羧基的一類有機化合物,是構成動物營養所需蛋白質的基本物質是構成動物營養所需蛋白質的基本物質。目前主流的氨基酸生產方法是以玉米淀粉做的葡萄糖作為碳源,補加各種無機鹽及氮源,通過微生物發酵,再進行提純得到。氨基酸具有重要的生理調控功能,是人和
46、動物不可或缺的初級代謝產物。近年來,新型飼料添加劑、健康食品、膳食補充劑以及化妝品在內的各種終端應用市場對氨基酸的需求與日俱增。20222022年我國大品種氨基酸產能充沛年我國大品種氨基酸產能充沛。氨基酸、維生素和礦物質屬于三大飼料添加劑。氨基酸是構成動物營養所需蛋白質的基本物質,被廣泛用于畜產飼料中作為營養補充劑和生長發育促進劑,也可用于健康食品、膳食補充劑、醫藥產品、人工甜味劑和化妝品等市場。大宗飼料添加劑氨基酸主要包括蛋氨酸、賴氨酸和蘇氨酸等。2022年,我國大品種氨基酸如賴氨酸產量255萬噸,凈出口144萬噸,國內用量約100萬噸;蛋氨酸產量44.3萬噸,用量40萬噸;蘇氨酸產量84萬
47、噸、凈出口54.5萬噸。小品種氨基酸則包括纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、精氨酸、組氨酸、苯丙氨酸等,亟需擴大產能、降低成本。圖:氨基酸產業鏈圖:氨基酸產業鏈上游中游下游玉米大豆小麥.谷氨酸賴氨酸蘇氨酸.藥品飼料添加劑食品添加劑調味品.表:大小品種氨基酸應用領域表:大小品種氨基酸應用領域分類分類氨基酸品種氨基酸品種應用領域應用領域大品種氨基酸谷氨酸食品、醫藥、工業材料賴氨酸醫藥、營養物質、化妝品蘇氨酸飼料、營養添加劑、醫藥甘氨酸食品蛋氨酸飼料小品種氨基酸半胱氨酸化妝品、食品、醫藥丙氨酸食品、醫藥、化妝品苯丙氨酸食品、飼料谷氨酰胺食品精氨酸醫藥、食品絲氨酸化妝品、食品資料來源:華經情報網,國信證券經濟
48、研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容丙氨酸行業格局梳理2.1目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容丙氨酸:丙氨酸:目前最主要應用為在日化領域制備目前最主要應用為在日化領域制備MGDAMGDA資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理 丙氨酸是構成蛋白質的基本單位,是組成人體蛋白質的丙氨酸是構成蛋白質的基本單位,是組成人體蛋白質的2121種氨基酸之一。種氨基酸之一。丙氨酸屬于小品種氨基酸,可以廣泛應用在日化、醫藥及保健品、食品添加劑和飼料等眾多領域。丙氨酸分為-丙氨酸和-丙氨酸:-丙氨酸存在L型、D型兩種立體鏡像,即L-丙氨酸、D-丙氨酸。DL-
49、丙氨酸為-丙氨酸的外消旋體,其中L型、D型的混合比例為1:1,L-丙氨酸可用于日化、醫藥、保薦和飼料等眾多領域,應用最為廣泛。丙氨酸是一種脂肪族的非極性疏水性氨基酸,在生物體中有重要生理學功能如參與糖代謝活動,在轉氨反應中提供氨基,將氨基酸轉化為糖原?;瘜W法是生產丙氨酸的傳統方法。然而,丙氨酸生產的化工流程溫度高、壓力大、酸堿強,環境污染嚴重。目前,工業化生產丙氨酸采用發酵法和微生物酶法代替了原有的化學合成法丙氨酸。丙氨酸目前最主要應用為在日化領域制備丙氨酸目前最主要應用為在日化領域制備MGDAMGDA。圖:丙氨酸分類圖:丙氨酸分類圖:丙氨酸產業鏈示意圖:丙氨酸產業鏈示意資料來源:華恒生物招股
50、說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容L L-丙氨酸的生產工藝:酶法和發酵法是制備丙氨酸的主流方法丙氨酸的生產工藝:酶法和發酵法是制備丙氨酸的主流方法資料來源:劉萍萍,郭恒華,張冬竹等.L-丙氨酸厭氧發酵關鍵技術及產業化J.生物工程學報,2022,38(11):,國信證券經濟研究所整理目前目前L-丙氨酸的生產方法主要有化學合成法、水解提取法、酶轉化法丙氨酸的生產方法主要有化學合成法、水解提取法、酶轉化法以及微生物發酵法。以及微生物發酵法?;瘜W合成法生產的L-丙氨酸質量較差,生產過程易造成環境污染;水解提取法生產過程較復雜,不適宜規?;凸I化生產;酶轉化法以
51、L-天冬氨酸作為原料,成本較高,但產品純度高,可用于手性藥物合成領域,如手性藥物左氧氟沙星,市場價格也高于發酵法產品;微生物發酵法原料來源廣泛,生產流程簡單,污染小,更適合廉價大規模制造。圖:丙氨酸主流制備方法具體流程圖:丙氨酸主流制備方法具體流程表表:各種丙氨酸制備方法優劣比較:各種丙氨酸制備方法優劣比較項目天然提取法化學合成法酶法發酵法產量低高低高產品成本高高較高低核心步驟強酸水解化學催化生物酶催化微生物發酵技術要求低低高高工藝路線長長短短產品質量低高高高原材料來源可再生石油基石油基可再生環境友好度低低較高高資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及
52、其項下所有內容資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理表:丙氨酸行業競爭格局表:丙氨酸行業競爭格局丙氨酸市場供應格局:全球供應商主要集中于丙氨酸市場供應格局:全球供應商主要集中于國內,華恒生物最大國內,華恒生物最大國內丙氨酸生產企業主要包括華恒生物、豐原生化、煙臺恒源等,國外丙氨酸生產企業主要為武藏野,全球丙氨酸產能國內丙氨酸生產企業主要包括華恒生物、豐原生化、煙臺恒源等,國外丙氨酸生產企業主要為武藏野,全球丙氨酸產能95%95%以上集中在國內市場。以上集中在國內市場。華恒生物:華恒生物:目前有2.6萬噸發酵法產L-丙氨酸產能,2.5萬噸交替生產L-丙氨酸與L-纈氨酸產能,2000噸酶
53、法L-丙氨酸產能,2500噸酶法DL-丙氨酸產能(用自產L-丙氨酸為原料),是全球最大的丙氨酸生產商。華恒生物在國際上首次成功實現了微生物厭氧發酵規?;aL-丙氨酸。豐原生物:豐原生物:安徽豐原生物化學股份有限公司成立于2016年10月位于安徽省蚌埠市固鎮經濟開發區,主要從事生物化工產品、有機酸系列、氨基酸系列、聚乳酸系列產品的生產、經營,并開展生物工程的科研開發。2017年發酵法3萬噸L-丙氨酸生產線建成投產,2023年對該產線進行改造,最終形成年產2萬噸L-丙氨酸、1萬噸葡萄糖酸鈉生產能力。恒源生物:恒源生物:煙臺恒源生物股份有限公司主要產品有富馬酸、L-天門冬氨酸、L-內氨酸。根據20
54、16年技術研發中心建設項目環境影響報告披露,煙臺恒源25000噸富馬酸產能,25000噸L-天冬氨酸產能,10000噸聚天冬氨酸鹽產能,15000噸L-丙氨酸產能。武藏野:武藏野:主要生產純天然乳酸及其鹽、酯系列產品,以化學合成法生產工藝生產DL-丙氨酸。其產品主要主要供應日本市場。表:國內丙氨酸主要企業表:國內丙氨酸主要企業L-丙氨酸性能指標對比丙氨酸性能指標對比企業名稱簡介產能安徽華恒生物科技股份有限公司公司丙氨酸系列產品業務以L-兩氨酸產品為主,DL-丙氨酸和-兩氨酸占比較低。4.75萬噸煙臺恒源生物股份有限公司主要產品為富馬酸、L-天冬氨酸和以此為原料采用酶法生產工藝生產的L-丙氨酸,
55、其L-兩氨酸主要應用于醫藥和食品領域。2萬噸安徽豐原生物化學股份有限公司主要產品為新材料聚乳酸、氨基酸、有機酸系列產品,可以微生物發酵法生產L-兩氨酸。1.5萬噸武藏野株式會社主要生產純天然乳酸及其鹽、酯系列產品,以化學合成法生產工藝生產DL-丙氨酸。武藏野是日本當地最大的DL-丙氨酸生產企業,享有日本市場絕大部分的市場。不詳指標華恒生物豐原生化煙臺恒源比旋光度+14.3+15.2+13.8+15.2+14.3+15.2其他氨基酸不得檢出未要求不得檢出透光率%9590未要求硫酸鹽%0.020.02未要求灼燒殘渣%0.100.2資料來源:華經產業研究院,各公司公告,國信證券經濟研究所整理請務必閱
56、讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容丙氨酸下游需求:丙氨酸下游需求:MGDAMGDA普及拉動丙氨酸需求普及拉動丙氨酸需求 20192019年度日化領域的需求量占年度日化領域的需求量占L L-丙氨酸總需求量約丙氨酸總需求量約55%55%。MGDA作為一種新型螯合劑,較含磷螯合劑不會導致水體富營養化,較NTA及EDTA更易分解,毒性更低,是目前最優的螯合劑選擇,主要使用在歐美國家自動洗碗機專用洗滌劑中。2010年巴斯夫于德國開始量產MGDA,用于高端洗滌劑,之后在美國、巴西不斷擴大生產規模,生產裝備全部建成后,巴斯夫MGDA的產能將達到17萬噸。根據中國生物發酵產業協會數據顯示,預計到2023年,
57、全球MGDA的需求量將達到39.34萬噸,2016年至2023年復合增長率達到28%,市場空間廣闊。受到受到MGDAMGDA市場快速發展的推動,在日市場快速發展的推動,在日化領域中丙氨酸市場需求量保持快速增長?;I域中丙氨酸市場需求量保持快速增長。圖:圖:MGDA市場需求及增速市場需求及增速資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理圖:圖:MGDA性質簡介性質簡介螯合能力生物降解能力生物毒理性環境友好性MGDAEDTANTA磷酸鹽類有機膦酸表表:MGDAMGDA與其他螯合劑性質對比與其他螯合劑性質對比資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理資料來源:中國生物發酵產業協會,
58、國信證券經濟研究所整理051015202530354005000010000015000020000025000030000035000040000045000020162017201820192020E2021E2022E2023E市場需求量(噸)增速(%)請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容丙氨酸在表面活性劑、醫藥、食品添加劑等領域也具有重要應用丙氨酸在表面活性劑、醫藥、食品添加劑等領域也具有重要應用 L L-丙氨酸還可用于合成氨基酸表面活性劑,廣泛應用于氨基酸基丙氨酸還可用于合成氨基酸表面活性劑,廣泛應用于氨基酸基洗發水、沐浴露、洗面奶、牙膏、爽膚水、面霜等個人護理產品。洗發水、
59、沐浴露、洗面奶、牙膏、爽膚水、面霜等個人護理產品。氨基酸表面活性劑具有表面活性優良、刺激性小、抗菌性好、易生物降解等優點,更適合敏感性肌膚和嬰幼兒;L-丙氨酸作為合成維生素B6、丙谷二肽等的原料,可作為營養強化劑或補充劑,可用于制備氨基酸注射液。在抗菌藥氧氟沙星、高血壓治療藥、新型多發性硬化癥治療藥等領域均有應用;丙氨酸可增強鮮味,調和食物刺激性味道,起到柔和食品口感的作用,還可以引發出食材本身美味的效果,由于不含鈉離子,更加安全健康,隨著人們健康意識的提高,丙氨酸作為食品添加劑的市場空間也越來越大。根據中國生物發酵產業協會數據顯示,全球丙氨酸市場自2016年3.5萬噸增長至2019年5萬噸,
60、年化復合增長率為13%;且協會預計丙氨酸市場在未來四年內繼續保持穩定增長,在2023年將達到8萬噸,同比2019年5.1萬噸增長57%。據新思界估算,2022年全球L-丙氨酸市場規模為12.6億美元,2023-2028年,全球L-丙氨酸市場年均復合增長率預計在5.5%左右,到2028年其市場規??蛇_到17.5億美元。受益于綠色環保觀念不斷深入,L-丙氨酸作為合成生物材料,行業景氣度將進一步提高。資料來源:中國生物發酵產業協會,國信證券經濟研究所整理圖:丙氨酸市場需求及增速圖:丙氨酸市場需求及增速請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容資料來源:劉萍萍,郭恒華等L-丙氨酸厭氧發酵關鍵技術及產
61、業化生物工程學報2022年11期,國信證券經濟研究所整理 好氧發酵具有生長快、產量高等特點,但好氧發酵中大量碳源用于細胞生長容易造成糖酸轉化率低、能耗高等問題。厭氧發酵是近年來新出現的氨基酸生產模式,具有操作簡單、無需通氧、糖酸轉化率高容易接近理論最大值等優勢。華恒生物于2011年突破了厭氧發酵法的技術瓶頸,華恒首席科學家張學禮等通過在大腸桿菌中引入來自嗜熱脂肪芽孢桿菌的NADH依賴型L-丙氨酸脫氫酶替代雙酶體系成功創建了L-丙氨酸合成的新途徑。L-丙氨酸脫氫酶直接利用 NADH 和銨離子就可以將丙酮酸轉化為L-丙氨酸,從而成功解決了還原力平衡的問題,并通過設計代謝進化的技術方案,基于細胞生長
62、和產物合成的偶聯來提升單個細胞合成效率,實現了在菌種量少的條件下高效合成目標產物。張學禮等設計的高效生產L-丙氨酸的工程菌合成效率提高了8倍,比生產速率從最初的0.10g/(gh)提高到了0.79g/(gh)細胞干重,菌種生產強度達到3.9g/(Lh),糖酸轉化率高達95%。值得一提的是,這是在國際上首次成功實現了微生物厭氧發酵規?;aL-丙氨酸產品,大幅降低能源消耗及產品成本,促進了產品的規?;瘧?,同時實現發酵過程二氧化碳零放排。圖:丙氨酸代謝路徑的設計到實現圖:丙氨酸代謝路徑的設計到實現華恒生物:華恒生物:厭氧發酵制備丙氨酸,大幅降低能源消耗及產品成本厭氧發酵制備丙氨酸,大幅降低能源消
63、耗及產品成本項目厭氧發酵好氧發酵綜合比較工藝步驟1)以可再生葡萄糖為原料:2)發酵過程無需通入空氣;3)無二氧化碳排放。1)以可再生葡萄糖為原料:2)發酵過程需要通入空氣;3)有二氧化碳排放。1)厭氧發酵無需通入空氣,簡化了生產步驟,節約能源且減少被污染的風險;2)無二氧化碳排放,工藝流程短,環境友好.技術指標發酵周期40h產品含量99%轉化率95%發酵周期48h產品含量98.5%轉化率90%厭氧發酵發酵周期短,轉化率高產品質量好。表:厭氧發酵與好氧發酵技術對比表:厭氧發酵與好氧發酵技術對比資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容纈氨酸行
64、業格局梳理2.2目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容纈氨酸:生物發酵法適合大規模生產纈氨酸:生物發酵法適合大規模生產資料來源:觀研報告網、國信證券經濟研究所整理 纈氨酸是支鏈氨基酸中的一種動物體自身不能合成,必須從日糧中攝取才能滿足其營養需求,屬于必需氨基酸。纈氨酸是支鏈氨基酸中的一種動物體自身不能合成,必須從日糧中攝取才能滿足其營養需求,屬于必需氨基酸。其被廣泛應用于飼料、醫藥和食品等領域。氨基酸作為飼料添加劑由最初 的L-賴氨酸、L-蘇氨酸、蛋氨酸發展到現在的L-纈氨酸。在蛋雞的生產養殖中L-纈氨酸被稱為第三限制性氨基酸,在促進蛋白質合成,維持機體健康茁壯成長方面期
65、待了發揮著不可替代的作用。纈氨酸制備方法主要有四種:纈氨酸制備方法主要有四種:蛋白質水解法、化學合成法、酶法和生物發酵法,由于生物發酵法原料易得,生產成本簡單,易于大規模生產,目前基本上所有廠家均采用此法生產L-纈氨酸。圖:圖:L L-纈氨酸主要用途纈氨酸主要用途圖:圖:L L-纈氨酸主要制備方法纈氨酸主要制備方法蛋白質水解法蛋白質水解法化學合成法化學合成法酶法酶法生物發酵法生物發酵法過程過程采用動物血粉、蠶及毛發等原料進行水解,再從水解液中分離頒氨西變以異丁醛為原料,與氨及氫氰酸作用生成胺睛,再水解得DL-纈氨酸混合型DL-纈氨酸為底物催化合成L-纈氨酸以淀粉、糖質為主要原料,利用谷氨酸棒桿
66、菌等為菌株,用葡萄糖、尿素、無機鹽等做培養基經發酵、提取干燥制成原材料原材料動物血粉、蠶蛹及毛發異丁醛合成酶葡萄糖規模規模小小小大優點優點副產物較少,提取工藝簡答成本低,生產條件溫和,發酵產率較高缺點缺點由于纈氨酸含量低,導致成本較高生產成本高,反應復雜,副產物較多原料成本高,酶易失活資料來源:華恒生物招股說明書,觀研報告網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容L L-纈氨酸生產流程:通過好氧發酵及厭氧發酵兩種方式獲得纈氨酸生產流程:通過好氧發酵及厭氧發酵兩種方式獲得資料來源:中華人民共和國國家標準-飼料添加劑L-纈氨酸編制說明,國信證券經濟研究所整理 L-纈氨酸
67、可通過好氧發酵及厭氧發酵兩種方式獲得,其最大差異是利用的菌種不同,厭氧發酵糖轉化率高,可有效降低生產成本。厭氧發酵在發酵時不需通入無菌空氣,減少了設備投資,縮短了生產流程,也減少了發酵罐被雜菌污染的風險。華恒生物公司以類似于厭氧法丙氨酸的技術工藝成功開發微生物發酵方式生產 L-纈氨酸產品,這將成為其以厭氧發酵方式進行規?;a的又一氨基酸新品種。圖:好氧發酵圖:好氧發酵L L-纈氨酸生產流程纈氨酸生產流程圖:華恒生物厭氧發酵圖:華恒生物厭氧發酵流程發酵流程發酵L L-纈氨酸生產流程纈氨酸生產流程資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容L
68、L-纈氨酸供需:全球纈氨酸供給呈寡頭壟斷局面,需求量增速超纈氨酸供需:全球纈氨酸供給呈寡頭壟斷局面,需求量增速超20%20%資料來源:觀研報告網、華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理 纈氨酸的主要生產企業為韓國希杰集團、梅花生物、伊品生物、華恒生物,金象生化、拜克生物、新疆阜豐等纈氨酸的主要生產企業為韓國希杰集團、梅花生物、伊品生物、華恒生物,金象生化、拜克生物、新疆阜豐等。由于纈氨酸與其他發酵法生產的氨基酸應用設備及生產流程近似,以上廠家產線多為柔性生產,根據市場需求生產不同的產品。博亞和訊預計,2022年國內纈氨酸產能超過13萬噸/年,行業供應持續增長。根據中國發酵產業協會數據顯示,
69、近年來全球纈氨酸市場規模保持著迅猛增長態勢,全球需求量從2016年的0.73萬噸增長到2019年的3.25萬噸,年復合增長率高達65%,預計2020年至2023年,全球纈氨酸市場將以約24%的年復合增長率保持增長態勢。豆粕減量替代行動以及低蛋白日糧技術的持續推廣,為纈氨酸需求增長提供了契機,預計未來5年在政策推動和市場需求的帶動下,該產品會進入快速增長期。圖:圖:L L-纈氨酸纈氨酸主要生產商產能主要生產商產能圖:圖:L L-纈氨酸市場需求及增速纈氨酸市場需求及增速52110123456韓國希杰伊品生物梅花生物華恒生物產能(萬噸)產能(萬噸)資料來源:中國發酵產業協會,國信證券經濟研究所整理請
70、務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容-丙氨酸行業格局梳理2.3目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容-丙氨酸:合成維生素丙氨酸:合成維生素B5B5的重要原材料之一,未來將以的重要原材料之一,未來將以4.65%4.65%的年均增速增長的年均增速增長-丙氨酸是自然界中唯一存在的丙氨酸是自然界中唯一存在的型氨基酸型氨基酸,具備特殊的生物活性具備特殊的生物活性。-丙氨酸是合成丙氨酸是合成D D-泛酸泛酸(維生素維生素B B5 5)的重要原材料之一的重要原材料之一,維生素維生素B B5 5也是也是-丙氨酸最丙氨酸最大的下游需求大的下游需求。泛酸鈣是人體和動物體內輔酶A的組成部
71、分,參與碳水化合物、脂肪和蛋白質的代謝作用,有利于各種營養成分的吸收和利用,是人體和動物維持正常生理機能不可缺少的微量物質,被廣泛應用于飼料添加劑、醫藥、日化、食品添加劑等眾多領域。目前,全球D-泛酸鈣總產能約為2.8萬噸,國內產能占全球近80%的市場份額。2022年全球泛酸鈣市場規模達到16.13億元,國內市場規模達到4.79億元。預計到2028年全球泛酸鈣市場規模將達到23.7億元,市場年復合增長率預估為6.87%。據貝哲斯咨詢測算,2022年全球-丙氨酸市場規模達到5.49億元,中國-丙氨酸市場規模達到1.45億元。到2028年全球-丙氨酸市場規模將達到7.12億元,期間市場規模復合增長
72、率將為4.65%。圖:圖:-丙氨酸主要下游應用及其作用丙氨酸主要下游應用及其作用資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理圖:維生素圖:維生素B5B5(泛酸鈣)工藝路線(泛酸鈣)工藝路線:關鍵中間體為:關鍵中間體為-氨基丙酸和氨基丙酸和DLDL-泛解酸內酯泛解酸內酯異丁醛異丁醛甲醛甲醛DLDL-泛解酸內脂泛解酸內脂L L-泛解酸內脂泛解酸內脂D D-泛解酸泛解酸D D-泛解酸內脂泛解酸內脂丙烯腈丙烯腈氨水氨水-丙氨酸丙氨酸-丙氨酸丙氨酸鈣鈣D D-泛酸鈣泛酸鈣氫氰酸縮合氫醇化微生物酶催化消旋化內脂化-氨基丙酸主流工氨基丙酸主流工藝是丙烯腈路線,另藝是丙烯腈路線,另外還有丙烯酸路線、外
73、還有丙烯酸路線、琥珀酰亞胺路線。琥珀酰亞胺路線。DLDL-泛解酸內酯主流合成工藝泛解酸內酯主流合成工藝是異丁醛是異丁醛-甲醛甲醛-氰化鈉法氰化鈉法后段拆分分為化學和微生物酶拆法后段拆分分為化學和微生物酶拆法生物酶法:具有生物酶法:具有環境友好、成本低的環境友好、成本低的優勢。優勢?;瘜W化學法:存在法:存在分離困難、拆分劑價格分離困難、拆分劑價格高、環境污染和毒性問題。高、環境污染和毒性問題。產生含氰廢水污染資料來源:孫志浩.泛酸系列產品生產、應用現狀及展望J.化工科技,2004(05):43-47.,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容-丙氨酸:化學合成法與生物法
74、制備丙氨酸:化學合成法與生物法制備 2016年,華恒生物成功實現了酶法生產-丙氨酸技術的產業化,初步實現了生物制造技術對傳統化工制造方法的有效替代,但是產品成本較高。經過兩年多的持續研發,華恒生物于2018年底實現了以廉價易得的丙烯酸為原料,利用人工合成酶催化生產-丙氨酸的工藝技術進一步替代了原有由L-天冬氨酸生產-丙氨酸的工藝,實現了生物制造技術工藝的升級和迭代。2022年全球維生素B5(泛酸鈣)市場規模達到16.13億元(人民幣),全球主要生產企業僅全球主要生產企業僅6 6家,億帆醫藥、山東新發、山東華辰、兄弟科技、家,億帆醫藥、山東新發、山東華辰、兄弟科技、帝斯曼、巴斯夫。帝斯曼、巴斯夫
75、。目前年產能27000噸,其中億帆醫藥是泛酸鈣龍頭,產能為8000噸至12000噸左右,占全球總產能40%左右。+NH3酶圖:圖:-丙氨酸化學合成方法丙氨酸化學合成方法圖:圖:L L-天冬氨酸法合成天冬氨酸法合成-丙氨酸丙氨酸圖:圖:丙烯酸丙烯酸法合成法合成-丙氨酸丙氨酸資料來源:趙嫚,劉薇,成浩等.-丙氨酸合成方法的研究進展J.食品與發酵工業,2022,48(10):306-313,國信證券經濟研究所整理資料來源:趙嫚,劉薇,成浩等.-丙氨酸合成方法的研究進展J.食品與發酵工業,2022,48(10):306-313,國信證券經濟研究所整理資料來源:趙嫚,劉薇,成浩等.-丙氨酸合成方法的研究
76、進展J.食品與發酵工業,2022,48(10):306-313,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容D-泛酸鈣:化學制備與生物制備流程泛酸鈣:化學制備與生物制備流程資料來源:鑫富生化招股說明書,國信證券經濟研究所整理 化學法:化學法:是制備D-泛酸鈣的傳統方法,首先由DL-泛解酸內酯與-氨基丙酸鈣反應制得DL-泛酸鈣,由于DL-泛酸鈣的溶解度比D型L型都大,可采用晶種誘導法將D型和L型分別析出,其中的L-泛酸鈣經堿催化消旋,最終轉化為D-泛酸鈣。該方法技術比較成熟,但是只能生產泛酸鈣,不能生產泛酸的衍生物,如泛醇。且化學拆分劑價格高,分離困難,存在毒性。生物酶法:
77、生物酶法:是先拆分DL-泛解酸內酯得D-泛解酸內酯,將L-泛解酸內酯萃取分離后,再與-氨基丙酸鈣反應制得D-泛酸鈣。生物酶法生產陳本低,毒性小,污染少。圖:鑫富生化化學誘導拆分法生產圖:鑫富生化化學誘導拆分法生產D D-泛酸鈣流程泛酸鈣流程圖:鑫富生化生物酶法生產圖:鑫富生化生物酶法生產D D-泛酸鈣流程泛酸鈣流程資料來源:鑫富生化招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容華恒生物:華恒生物:全過程生物法制備全過程生物法制備D-泛酸鈣優勢明顯泛酸鈣優勢明顯資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理 華恒生物-丙氨酸生產技術以廉價易得的丙烯酸為原料,
78、利用人工合成酶催化生產-丙氨酸,該技術反應條件溫和 反應轉化率高,且具有綠色環保優勢,代表著行業領先水平。丙烯腈為原料的化學合成法生產工藝,工藝的反應條件苛刻,環境壓力大。華恒生物制備D-泛酸鈣的D-泛解酸內酯,采用了創新性的動態動力學拆分工藝,在DL-泛解酸內酯水解的同時,以酶法消旋L-泛解酸內酯,最終實現D-泛解酸內酯“一鍋法”轉化。相比于傳統工藝,該種方法避免了有機萃取溶劑的殘留問題,簡化了 L-泛解酸內酯二次拆分的步驟,大幅節省能源耗用,提升了產品經濟性。項目項目華恒生物酶華恒生物酶法法行業其他行業其他技術技術綜合比較綜合比較技術名稱酶法化學合成法酶法在能耗節約、成本降低等方面更具優勢
79、工藝步驟常溫常壓酶催化以丙烯酸為原料膜分離技術高溫高壓化學催化以丙烯腈為原料公司技術優勢主要體現在:常溫常壓,降低成本生物質催化劑,環境友好以更廉價易得的丙烯酸為原料,有效降低生產成本技術指標反應時長小于2h產物濃度300g/L時空產率150g/L/h不具備可對比的技術指標技術優勢主要體現在:原子經濟性高,酶活力高,大幅降低生產成本項目項目華恒生物技術華恒生物技術同行業其他技術同行業其他技術綜合比較綜合比較-丙氨酸制備技術酶法化學合成法酶法在能耗節約、成本降低等方面更具優勢常溫常壓酶催化以丙烯酸為原料膜分離技術高溫高壓化學催化以丙烯腈為原料公司技術優勢主要體現在:常溫常壓,降低成本生物質催化劑
80、,環境友好以更廉價易得的丙烯酸為原料,有效降低生產成本D-泛解酸內酯制備技術“一鍋法”酶轉化水解酶拆分、化學法消旋法公司技術優勢主要體現在:工藝步驟簡單、生產成本降低生產工藝拆分收率90%生產工藝拆分收率80%一步獲得D-泛解酸內酯,縮減了反應步驟圖:華恒生物酶圖:華恒生物酶法與化學法制備法與化學法制備-丙氨酸優劣比較丙氨酸優劣比較圖:華恒生物酶圖:華恒生物酶法與普通化學法制備法與普通化學法制備D D-泛解酸內酯優劣比較泛解酸內酯優劣比較資料來源:華恒生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容合成生物學:生物基尼龍3目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免
81、責聲明及其項下所有內容尼龍(聚酰胺)概況:是五大工程塑料中產量和消費量最高的品種尼龍(聚酰胺)概況:是五大工程塑料中產量和消費量最高的品種資料來源:新材料在線,國信證券經濟研究所整理圖:尼龍產業鏈圖:尼龍產業鏈己內酰胺己二酸己二胺.原料環節上游尼龍產品生產環節中游尼龍產品應用環節下游尼龍6切片尼龍66切片尼龍纖維工程塑料雙向拉伸尼龍薄膜(BOPA)民用絲:服裝、家紡、鞋襪類、帆布包、蚊帳.工業絲:輪胎簾子線、漁網、傳送帶、纜繩.BCF地毯絲:地毯、裝飾布.工程塑料:航空航天、軍工、汽車配件、電器外殼、3D打印.BOPA:食品、日化產品、醫藥、機械電子、軍需物品等包裝材料.尼龍切片 尼龍尼龍(聚
82、酰胺聚酰胺)是一類分子主鏈上具有重復酰胺基團的熱塑性樹脂的總稱是一類分子主鏈上具有重復酰胺基團的熱塑性樹脂的總稱,是五大工程塑料中產量和消費量最高的品種是五大工程塑料中產量和消費量最高的品種。英文名稱Polyamide(簡稱PA)。尼龍(PA)由于高強度、高韌性、耐磨及耐沖擊性等特點,在工程塑料、合成纖維、塑料薄膜、涂料和粘合劑等領域應用廣泛,是五大工程塑料中產量和消費量最高的品種。尼龍上游基本原材料以純苯為主,中間產品有環己酮、己內酰胺、己二酸、己二胺、己二腈等,下游產品主要是尼龍纖維、尼龍薄膜和尼龍工程塑料。在工業分類中,通常將包含10個碳鏈以下的尼龍稱為短碳鏈尼龍,主要包括尼龍6,尼龍6
83、6等。將含有10個碳鏈以上的尼龍稱為長碳鏈尼龍,包括尼龍11、尼龍12,尼龍1212、尼龍1012等。圖:尼龍圖:尼龍種類簡介種類簡介資料來源:新材料在線,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容生物基尼龍:生物法聚酰胺(生物基尼龍:生物法聚酰胺(PA)技術壁壘較高)技術壁壘較高 聚酰胺(PA)是主鏈具有酰胺結構的線型高分子的統稱,可用于塑料或者纖維,主要產品包括脂肪族PA、芳香族PA和半芳香族PA(如PA 6,PA 66,PA 610,PA 6T,PA 11,PA 46,PA 10等)。PA具有良好的力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品腐蝕性和自潤滑性,且摩擦系數
84、低,有一定的阻燃性和自熄性。PA材料優異的性能使其在工業上廣泛應用于電子電器、汽車、力學組件、醫療醫藥等領域。隨著技術的進步,PA的應用范圍將更廣。目前,PA產業主要以工程塑料為主要發展方向,同時進行節能環保的技術革新,使PA變得更加綠色環保。生物基生物基PA、節能低耗以及功能化節能低耗以及功能化PA將是促進將是促進PA行業可持續發展行業可持續發展的三大方向的三大方向。生物制造具備較廣闊的市場空間,然而生物法制造長鏈二元酸、生物基戊二胺、生物基聚酰胺等產品的技術開發和產業化往往需要大量的時間,且失敗率極高,投資規模大,具有顯著的技術壁壘。目前值得關注的是目前值得關注的是,生物基聚酰胺材料方面生
85、物基聚酰胺材料方面,【凱賽生物凱賽生物】公司在生物法長鏈二元酸公司在生物法長鏈二元酸、生物基戊二胺和生物基生物基戊二胺和生物基聚酰胺行業競爭中的優勢地位較為突出聚酰胺行業競爭中的優勢地位較為突出,其基于自產的生物基戊二胺與二元酸的縮聚得到生物基聚酰胺產品,如聚酰胺-56(PA56),具有高強、耐磨、阻燃、吸濕、回彈性好等特點。資料來源:戴軍,尹乃安.生物基聚酰胺的制備及性能J.塑料科技,2011,39(05):72-75,Chemical Book,國信證券經濟研究所整理圖:葡萄糖制備圖:葡萄糖制備PA6合成路線合成路線圖:蓖麻油制備圖:蓖麻油制備PA11合成路線合成路線資料來源:戴軍,尹乃安
86、.生物基聚酰胺的制備及性能J.塑料科技,2011,39(05):72-75.,Chemical Book,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容十二烷二酸(DC12)行業格局梳理3.1目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容長鏈尼龍:屬于特種尼龍,性能優異下游應用前景廣闊長鏈尼龍:屬于特種尼龍,性能優異下游應用前景廣闊資料來源:DT新材料,國信證券經濟研究所整理 特種尼龍主要包括長鏈尼龍和高溫尼龍。特種尼龍主要包括長鏈尼龍和高溫尼龍。其中,長鏈尼龍是重復單體數量超過10的尼龍,產品主要包括PA12、PA11、PA610、PA612、PA410、P
87、A1010、PA1012等。長鏈尼龍占據了特種尼龍的大部分,主要用于汽車熱管理部件,家電、電子等對導熱塑料的需求也快速增長。據Polaris Market Research,2018年全球特種尼龍市場規模約23.6億美元,2026年全球特種尼龍市場規模將達到36.0億美元,年復合增長率達5.3%。汽車輕量化的發展趨勢是特種尼龍市場規模擴大的驅動力之一。2008年至今,尼龍6與尼龍66價格約在1-4萬元/噸,而長鏈尼龍PA12價格約為10-14噸之間,這是由于特種尼龍產品產能由少數化工業巨頭壟斷,利潤空間較大,隨著國產化的推進,長鏈尼龍價格有望下降。長鏈尼龍性能優異,下游應用領域廣闊。長鏈尼龍性
88、能優異,下游應用領域廣闊。在汽車領域,長碳鏈尼龍是制造汽車油管的理想材料,發達國家60%-70%的長碳鏈尼龍用于生產汽車軟管,如剎車管、輸油管、離合器軟管等,歐洲的汽車軟管70%使用的是PA12,美國也50%的汽車軟管是用PA12制成。此外長碳鏈尼龍還用作消音齒輪、軸承、止推墊、抗震件等;PA12、PA11等長鏈尼龍制作的運動零件運轉時噪音低,廣泛應用于錄音機和中標齒輪,小型精密機械件。用長鏈尼龍制作電纜防護層可以提高電纜的使用壽命,用作海底光纜包覆層可以減少信號在傳輸過程中的損失;長鏈尼龍耐候性能好,符合軍事裝備理想的需求,可用來制備槍托、握把、降落傘蓋,軍用油箱、通訊設施外殼等。步兵武器輕
89、量化趨勢也增加了輕武器裝備對于長鏈尼龍的需求;尼龍11及尼龍12還用于高級涂料和粘合劑,用于復合材料的制備。圖圖:長鏈尼龍制備的剎車管、海底包覆線、步槍等:長鏈尼龍制備的剎車管、海底包覆線、步槍等圖圖:20172017-20262026年全球特種尼龍行業市場規模(億美元)年全球特種尼龍行業市場規模(億美元)資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理23.6361015202530354020182019202020212022E2023E2024E2025E2026E請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容長碳鏈尼龍生產:國產化率為長碳鏈尼龍生產:國產化率為25%25%,國產化替代空
90、間廣闊,國產化替代空間廣闊資料來源:各公司官網,國信證券經濟研究所整理 長鏈尼龍是重復單體數量超過長鏈尼龍是重復單體數量超過1010的尼龍,產品主要包括的尼龍,產品主要包括PA12PA12、PA11PA11、PA610PA610、PA612PA612、PA1010PA1010、PA1012PA1012等。等。PA610與PA612由長鏈二元酸與己二胺縮聚得到,己二胺碳鏈長度僅為6,使這兩種材料的耐溫性和機械性能由于長鏈尼龍PA11/PA12,但略低于PA6及PA66。長碳鏈尼龍相較PA6及PA66的優點主要有,吸水率低,尺寸和性能較為穩定,加工溫度低、電性能優良、抗疲勞和抗低溫性能突出。PA1
91、2與PA11性能接近,由于PA11原料為蓖麻油,各國紛紛開始用PA12代替PA11。國內長碳鏈尼龍生產仍亟待突破,國產替代空間廣闊。國內長碳鏈尼龍生產仍亟待突破,國產替代空間廣闊。我國由于實現了發酵法生產二元酸,擁有了自主知識產權的牌號PA1012、PA1212,并實現了量產,其性能與PA11及PA12接近,有效降低了我國長鏈二元酸的進口量。據DT新材料數據,國內長鏈尼龍的年需求量約為8萬噸,國產化率約為25%,長鏈尼龍長期被法國阿科瑪、德國德固賽(贏創)、瑞士EMS和日本宇部興產公司壟斷,這些國外巨頭覆蓋了原料、單體、聚合物和復材整個產業鏈。但隨著技術的不斷提升,中國在長鏈尼龍領域也有了長足
92、進步,如PA1012國產化率自2019年已經超過30%,萬華化學也開始工業化生產PA12。圖圖:20182018-20202020年全球及中國年全球及中國PA12PA12市場需求市場需求圖圖:全球長鏈尼龍主要生產廠家:全球長鏈尼龍主要生產廠家資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理012345678910201820192020全球需求(萬噸)中國需求(萬噸)請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容十二烷二酸(十二烷二酸(DC12DC12):主要制備):主要制備PA612PA612長鏈尼龍長鏈尼龍資料來源:ChemicalBook,國信證券經濟研究所整理圖圖:十二烷二酸結構式:十二
93、烷二酸結構式圖圖:20222022年凱賽生物長鏈二元酸下游應用(年凱賽生物長鏈二元酸下游應用(DC12DC12為主)為主)61%17%10%7%2%1%2%聚酰胺金屬加工液香料熱熔膠粉末涂料電容器聚氨酯其他(行業)十二烷二酸十二烷二酸(DCDC1212、月桂二酸月桂二酸)可用于制備可用于制備PAPA612612、潤滑油潤滑油、高檔防銹劑高檔防銹劑、高級粉末涂料高級粉末涂料、熱熔膠熱熔膠、合成纖維以及其他聚合合成纖維以及其他聚合物物。此外,近年來,長鏈二元酸逐漸在醫藥中間體及香料方面拓展新的應用領域。PA612吸水性低,尺寸穩定、耐腐蝕和低溫沖擊,柔韌性更好,主要應用于汽車、電器、機械等行業,如
94、線圈骨架、電纜絕緣層、油壓系統等。長鏈二元酸傳統上以化學法生產為主長鏈二元酸傳統上以化學法生產為主。傳統化學法長鏈二元酸(主要為DC12月桂二酸)以英威達為代表,傳統化學法已自2015年底開始逐步退出市場;以生物制造方法生產的長鏈二元酸系列產品則經濟性及綠色環保優勢突出,近幾年正逐步主導市場。凱賽生物以生物法生產主導市場。凱賽生產的月桂二酸擁有7.5萬噸長鏈二元酸產能(主要為DC12及DC13),2022年長鏈二元酸產品銷售近6萬噸,產品在全球市場占有率高達八成左右,而在國內市場占比約在九成以上。國際市場上僅剩贏創及UBE建設有千噸級化學法DC12產能。資料來源:凱賽生物公司公告,國信證券經濟
95、研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容癸二酸(癸二酸(DC10DC10):用于生產多種長鏈尼龍、熱熔膠等):用于生產多種長鏈尼龍、熱熔膠等資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理 癸二酸用途廣泛,主要用來制取癸二酸的酯類,其酯類用途廣泛,如癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二異辛酯癸二酸用途廣泛,主要用來制取癸二酸的酯類,其酯類用途廣泛,如癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二異辛酯。這些酯類可作塑料、耐寒橡膠的增塑劑,也可用于制取聚酰胺、聚氨酯、醇酸樹脂、合成潤滑油、潤滑油添加劑以及香料、涂料、化妝品等。也可用作生產尼龍1010、尼龍910、尼龍810、尼龍610、尼龍
96、9的原料及耐高溫潤滑油二乙基己酯的原料。也是生產醇酸樹脂(用作表面涂料、增塑硝酸纖維素涂料和尿素樹脂清漆)和聚氨基甲酸酯橡膠、纖維素樹脂、乙烯基樹脂及合成橡膠的增塑劑、軟化劑和溶劑的原料。圖圖:20212021年全球癸二酸下游需求分布年全球癸二酸下游需求分布70%10%20%聚酰胺熱熔膠其他表:癸二酸用途表:癸二酸用途用途用途簡介簡介生產尼龍類塑料如尼龍9、尼龍11、尼龍211、尼龍610、尼龍612、尼龍810、尼龍1010等的主要原料之一。增塑劑癸二酸的酯類產品,如癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二異辛酯等,由于低毒、耐寒、耐高溫的良好特性,被作為增塑劑而廣泛使用。生產香料、涂料或化妝品
97、癸二酸乙酯化產品可用于生產香料、涂料或化妝品。高溫潤滑油癸二酸是生產二乙基己酯(高溫潤滑油)的原料。用作表面涂料、和清漆癸二酸是生產醇酸樹脂、以及纖維素樹脂、乙烯基樹脂、聚氨基甲酸酯橡膠的原料。表面活性劑癸二酸還被運用于生產表面活性劑以及一些添加劑中。醫藥行業以及液晶材料的制備高純度的癸二酸還可用于醫藥行業以及液晶材料的制備。資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容癸二酸(癸二酸(DC10DC10)生產工藝:蓖麻油裂解法及生物發酵法)生產工藝:蓖麻油裂解法及生物發酵法資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理 長鏈二元酸生產工藝以蓖麻油
98、裂解法為主長鏈二元酸生產工藝以蓖麻油裂解法為主。以工業生產和應用的十碳二元酸為例,蓖麻油裂解法主要工藝流程是蓖麻油裂解生成蓖麻油酸鈉皂,然后進一步制備得到蓖麻油酸,蓖麻油酸在苯酚的存在下,加堿、加熱進行高溫裂解,生成十碳二元酸雙鈉鹽,然后進一步加熱、加酸、脫色、結晶得到十碳二元酸。采用蓖麻油催化裂解法制備十碳二元酸,生產過程復雜、在250270的高溫下進行反應,使用苯酚或鄰甲酚有毒試劑,污染環境,嚴重制約著蓖麻油裂解法生產十碳二元酸產業的發展。生物法主要包括將外購的烷烴粗品經過初餾塔的初步分離,再通過精餾塔進行精餾,得到合格的烷烴;再通 過 培 養 基 制 備、滅 菌 和 菌 種 制 備 后
99、進 行 發 酵(,-氧化);最后長鏈二元酸提取精制,即在發酵結束后,酸化結晶,得到長鏈二元酸粗品,對粗品精制后干燥得到長鏈二元酸成品。蓖麻油水解蓖麻油酸鈉皂蓖麻油酸高溫裂解十碳二元酸雙納鹽十碳二元酸加酸、脫色、結晶生物發酵液預分離發酵清液酸化沉淀水洗、過濾濾餅、(二元酸粗品)成鹽酸化法溶劑萃取酯化分離法色譜分離法溶劑結晶法熔融結晶法水化結晶法二元酸溶液長鏈二元酸結晶圖圖:蓖麻油裂解法制備癸二酸流程:蓖麻油裂解法制備癸二酸流程圖圖:生物發酵法生產癸二酸流程:生物發酵法生產癸二酸流程烷烴發酵資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容蓖麻油:我國主要
100、從印度進口,全球蓖麻油仍有較大的缺口蓖麻油:我國主要從印度進口,全球蓖麻油仍有較大的缺口資料來源:中國海關,智研咨詢、國信證券經濟研究所整理 蓖麻是世界上十大油料作物之一,是具有特殊工業用途的重要工業油,其籽粒、葉片、莖桿、果殼綜合利用價值高,可用于下游化工、航空、醫藥和機械制造等行業。21世紀初期,我國因勞動力不足等原因,蓖麻種植面積持續減少,蓖麻籽產量持續下降,目前已經逐漸由從蓖麻原料輸出國變成進口國。據FAO數據,2000年中國蓖麻籽產量有30萬噸,到2021年我國蓖麻籽產量下降至為2.1萬噸。隨著我國蓖麻籽產量的減少,我國每年大量進口蓖麻籽進行加工:2022年我國進口蓖麻籽1.48萬噸
101、,出口蓖麻籽40千克。全球蓖麻油的供需全球蓖麻油的供需仍不平衡仍不平衡,全球市場仍有缺口全球市場仍有缺口。從進口國來看,我國蓖麻油及其分離品進口來源較為單一,2022年我國從印度進口蓖麻油及其分離品27.34萬噸,占比達99.53%。除此以外,我國還從日本、菲律賓、泰國、美國等國家少量進口這些產品。圖圖:近年中國蓖麻籽產量持續下滑:近年中國蓖麻籽產量持續下滑圖圖:20222022年我國蓖麻油及其分離品進口來源年我國蓖麻油及其分離品進口來源印度99.53%其他地區0.47%印度其他地區圖圖:近年來中國蓖麻油進口情況:近年來中國蓖麻油進口情況0246810121416182020112012201
102、3201420152016201720182019202020212022產量(萬噸)資料來源:中國海關總署、國信證券經濟研究所整理資料來源:中國海關,智研咨詢、國信證券經濟研究所整理17.3022.7025.7126.6727.9625.2429.9333.8627.4716.96-30%-20%-10%0%10%20%30%40%0510152025303540萬噸萬噸中國:進口數量:蓖麻油YoY(右軸)請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容癸二酸(癸二酸(DC10DC10):中國產能占比):中國產能占比83.92%83.92%,預計需求增速約,預計需求增速約5.5%5.5%資料來源
103、:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理中癸二酸產能約占全球的中癸二酸產能約占全球的83.92%83.92%。國目前全球主要生產商的癸二酸產能為19.9萬噸,中國產能為16.7萬噸,占比83.92%,預計2024年全球癸二酸產能為28.2萬噸,開工率為45.82%。主要通過蓖麻油裂解法生產,因為反應過程涉及酸堿和苯酚等有毒物質,在美國等國家癸二酸產能逐步退出。目前全球范圍內在建產能包括Sebric Oman的1.8萬噸癸二酸項目、南充聯盛新材料的2.5萬噸癸二酸和凱賽生物的4萬噸生物法癸二酸。據華經產業研究院數據,2021年癸二酸全球需求規模約11萬噸,預計到2024年全球癸二酸需求規模增長至
104、12.92萬噸,2018年全球癸二酸市場規模為3.85億美元,2026年預計達到6億美元,2018-2026年的CAGR約為5.5%圖圖:20212021-20242024年全球癸二酸需求量及增速年全球癸二酸需求量及增速1111.6112.2412.925.35%5.40%5.45%5.50%5.55%5.60%024681012142021年2022年E2023年E2024年E需求量(萬噸)增速(%)圖圖:20212021年全球癸二酸現有主要生產商產能年全球癸二酸現有主要生產商產能20%20%10%8%6%5%5%5%5%5%6%5%衡水京華化工河北凱德生物山西振鋼化工山西四強化工通遼興合生
105、物山東天興生物山西孝義油脂江蘇中正化工吉林盛吉化工Sebacic IndiaSebacic OmanShipra Aqrechem資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容戊二胺及生物基尼龍行業格局梳理3.3目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容尼龍:主要為尼龍:主要為PA6PA6和和PA66PA66品種,龍頭加速布局品種,龍頭加速布局PA66PA66中中資料來源:新材料在線,國信證券經濟研究所整理圖:圖:20212021年全球及我國尼龍市場產品結構占比年全球及我國尼龍市場產品結構占比 全球尼龍市場以短碳鏈的尼龍6和尼龍6
106、6為主,占比達到86%。其中PA6與PA66的消費量相近。中國由于己內酰胺國產化率大幅提高,導致尼龍6價格下降,下游市場迅速打開,而尼龍66的重要上游原材料之一己二腈國產化率較低,使尼龍66價格較高,限制了尼龍66的下游應用。中國尼龍市場中73%均為PA6,約20%為PA66。PA66是由己二酸和己二胺通過縮聚反應制得,己二胺是由己二腈加氫制得,而己二腈的生產工藝包括丁二烯法、丙烯腈電解二聚法和己二酸催化氨化法,目前應用最廣較好的是丁二烯法。由于國內企業缺少己二腈的生產工藝,導致“己二腈-己二胺-PA66”產業鏈由海外寡頭企業高度壟斷,己二腈完全依靠進口,國內PA66生產企業均需進口己二腈、己
107、二胺或PA66 鹽作為原料。目前國內多家企業的己二腈技術中試成功,正處于規?;a能建設階段,有望改變國內尼龍產業格局。20212021年國內年國內PAPA6666產能產能為為5959萬噸萬噸,行業開工率行業開工率6666.0303%,表觀消費量表觀消費量5252萬噸萬噸,進口依賴度約進口依賴度約4949%。受限于己二腈生產產能的缺少,我國PA66供給增長緩慢,年均復合增速僅5.8%,導致下游消費量的增長幾乎停滯。從產品應用面來看,PA66在工程塑料的應用占比約60%,由于其強度高、剛性好、抗沖擊、耐油、耐磨等特點,產品主要應用于汽車部件、電力和電子器件。國內作為全球第一汽車生產和消費大國,在發
108、動機、電氣部件、車身部件和安全氣囊等部位均可以通過使用尼龍材料以達到輕量化和降成本的目標,PA66 需求空間巨大。待己二腈國產工藝規?;a后,PA66需求有望在新增供給的支撐下快速增長。圖:圖:中國中國尼龍尼龍6666市場供需情況市場供需情況2021全球尼龍市場產品構成2021中國尼龍市場產品構成其他14%7%PA6644%20%PA642%73%42%73%44%20%14%7%0%20%40%60%80%100%PA6PA66資料來源:卓創資訊,國信證券經濟研究所整理圖:傳統圖:傳統PA66PA66生產工藝路線生產工藝路線資料來源:康亞旭,崔永亮.尼龍66生產現狀與發展方向預測J.科技與
109、創新,2016(06):49-50,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容尼龍尼龍6666供需情況及預測供需情況及預測圖:尼龍圖:尼龍6666主要下游需求主要下游需求圖:尼龍圖:尼龍6 66 6產能統計及預測產能統計及預測圖:尼龍圖:尼龍6 66 6表觀消費量統計及預測表觀消費量統計及預測59%23%10%6%2%工程樹脂工業長絲紡織長絲膨體連續長絲短纖0%10%20%30%40%50%60%70%80%05010015020025020212022E2023E2024E2025E產能(萬噸)同比增長(%)05010015020025020212022E2023E2
110、024E2025E表觀消費量(萬噸)尼龍66工程塑料密度小、化學性能穩定、力學性能良好、電絕緣性能優越、易加工成型等,被廣泛應用于汽車、電子電器、機械儀器儀表等工業領域。只有約10%作用用于紡織服裝。2021年中國尼龍66產能達55.5萬噸,尼龍66高端產品產能主要集中在歐美地區,國內尼龍66產能近年來雖有較大幅度增長,但主要集中在中低端產品,在天辰齊翔20萬噸己二腈與英威達上海40萬噸己二腈分別于2022年初、2022年中期建成投產后,預計2025年中國尼龍66產能將突破230萬噸。高速發展的汽車行業為代表的消費市場的推動,使得國內對尼龍66的需求量逐年上升,2021年我國尼龍66表觀消費量
111、為51.58萬噸,預計未來幾年國內尼龍66需求將以40%速度增長,到2025年,國內尼龍66需求預計達到198萬噸。資料來源:共研網,國信證券經濟研究所整理資料來源:共研網,國信證券經濟研究所整理資料來源:共研網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容己二胺及己二腈:市場格局梳理己二胺及己二腈:市場格局梳理圖圖:中國己二胺需求量和進口量:中國己二胺需求量和進口量圖圖:中國己二腈需求量和進口量:中國己二腈需求量和進口量尼龍尼龍6666的上游原料之一是己二胺,其由己二腈加氫還原生成。的上游原料之一是己二胺,其由己二腈加氫還原生成。己二腈的生產工藝較長,催化劑體系復雜,原
112、料之一氰化物是劇毒化工品,己二腈生產壁壘很高。2021年,世界己二腈總產能205.3萬噸/年,產量為139.7萬噸。己二腈生產和消費主要集中在北美、西歐和東北亞等國家或地區,其產量分別為91.0萬噸、41.1萬噸和7.6萬噸,且己二腈生產企業均建有配套的己二胺及尼龍材料裝置,大部分用于本公司己二胺及尼龍66的生產,僅英威達、法國Butachimie公司剩余部分己二腈商品外售,我國己二腈產能僅5萬噸,高度依賴進口。2016年法國索爾維因己二腈供應不足發生己二胺裝置停產;2017年英威達美國裝置因颶風洪水影響己二腈等生產;2018年己二腈、己二胺和PA66裝置因運行、天氣和罷工等因素,多次停產,導
113、致近幾年己二腈-己二胺-尼龍產業鏈各環節的價格波動很大,己二胺的價格從2016年的23000元/噸上漲到2017年12月份的28000元/噸后,在不可抗力刺激下,突然漲到80000元/噸以上。0510152025303540201020112012201320142015201620172018消費量(萬噸)進口量(萬噸)05101520253035201020112012201320142015201620172018消費量(萬噸)進口量(萬噸)104.3,58%40,22%26,15%5,3%4.3,2%英偉威達奧升德巴斯夫(含索爾維)華峰集團旭化成資料來源:智博睿,國信證券經濟研究所整理
114、圖圖:世界己二腈產能分布情況(萬噸,:世界己二腈產能分布情況(萬噸,%)資料來源:智博睿,國信證券經濟研究所整理資料來源:智博睿,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容己二腈:生產方法及國產化進程己二腈:生產方法及國產化進程資料來源:觀研天下,各公司公告,國信證券經濟研究所整理 己二腈工業生產有己二酸催化氨化法、丙烯腈電解二聚法和丁二烯法三種方法,國產規?;涞卦诩?。己二腈工業生產有己二酸催化氨化法、丙烯腈電解二聚法和丁二烯法三種方法,國產規?;涞卦诩?。目前運行中的和新建的裝置基本都采用副產物較少、原料消耗相對較低的丙烯腈電解二聚法和丁二烯法。國內量產己二腈的華峰
115、集團采用己二酸法生產己二腈。己二腈生產技術被英威達、羅迪亞、首諾、孟山都、巴斯夫和旭化成等少數跨國公司壟斷,國內曾經多次嘗試自主建設己二腈生產裝置。20世紀70年代中石油遼陽石化引進法國羅迪亞己二酸氨化法生產工藝,但由于裝置能耗高、流程長、原料成本高,于 2002 年停產;山東潤興化工建設的丙烯腈電解法己二腈裝置2015年 8 月發生爆炸事故,長期停產。生產技術方面,己二酸法己二酸法投資額低,但現階段己二酸價格偏高,且己二酸法能耗高,且副產品較多,工藝過程包含多個流程,目前主要是配套大量己二酸產能的華峰化學采用該技術。丙烯腈法丙烯腈法反應過程僅需一步,產品易于精制提純,但丙烯腈毒性和腐蝕性較強
116、,且丙烯腈價格較高,產能規模難以擴大。相比之下丁二烯法丁二烯法反應溫和,能耗低,產品收率高且質量好,是目前較好的工藝路線,但氫氰酸劇毒特性對安全要求極高。近年來,己二腈國產化迎來轉機,內外資都在積極擴產。英威達采用最新丁二烯技術,其溫室氣體排放比丙烯法制備己二腈減少60%,比己二酸法減少80%。中國化學開發出具有國產知識產權的丁二烯法制備己二腈技術,天辰齊翔用該術于2022年成功投產。圖圖:己二腈生產方法對比:己二腈生產方法對比 丙烯腈法丁二烯法己二酸法隔膜法無隔膜法氯化氫化法直接氰化法液相法氣相法原料來源廣泛廣泛廣泛廣泛廣泛廣泛原料成本高高高低高高工藝過程一般一般復雜一般復雜復雜能耗高較低高
117、較低一般一般規模生產小小大大中中產品質量一般高一般高一般一般收率低高較高高較低較低環保污染大污染大嚴重污染污染一般污染一般污染一般投資較高較高高較低較低較低圖圖:國內己二腈產能建設情況(不完全統計):國內己二腈產能建設情況(不完全統計)公司名稱公司名稱地區產能(萬噸/年)工藝備注華峰集團重慶30丁二酸法一期5萬噸已投產,二期10萬噸已建成英威達上海40丁二烯法2022年12月建成天辰齊翔新材料山東淄博30丁二烯法2022年7月投產河南神馬河南20丁二烯法一期5萬噸2023年底試車湖北三寧化工湖北10己二酸法預計23年底投產河南峽光高分子河南5丁二酸法瑞典國際化工集團技術陜西恒潤化工山西1丙烯腈
118、法吉林弘泰新能源遼寧5丙烯腈法在建揚農寧夏瑞泰科技寧夏2.5己內酰胺法投產無錫殷達尼龍無錫0.5己二酸發投產陜西泰豐盛合寧夏1丁二烯法開建資料來源:觀研天下,各公司公告,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容生物基尼龍生物基尼龍5656(PA56PA56)生產工藝)生產工藝 尼龍尼龍5656原料戊二胺可采用生物法合成原料戊二胺可采用生物法合成。凱賽生物以天然的生物質原料高粱、玉米和小麥等為原料,利用微生物將糖類發酵制取的L賴氨酸再轉化為戊二胺,與石油基己二酸聚合研發出了生物基PA56纖維,其商品名為“泰綸”。第一步,利用玉米作為原料,經過淀粉酶和糖化酶的水解作用,將
119、淀粉水解為葡萄糖液;第二步,通過培養基制備、滅菌和菌種制備后進行發酵;第三步,對含戊二胺的發酵液分離、精制,得到戊二胺純品。戊二胺與己二酸可以合成尼龍戊二胺與己二酸可以合成尼龍5656。將戊二胺和二酸(如己二酸)按照一定比例,通過成鹽、濃縮、聚合,得到生物基聚酰胺熔體,再經過切粒得聚酰胺切片,或者經過熔體直紡得到聚酰胺短纖。尼龍尼龍5656替代尼龍替代尼龍6666潛力巨大潛力巨大,國內廠商布局較少國內廠商布局較少。尼龍56產品在紡織領域擁有廣泛的應用前景。作為全球最大的紡織品制造國,我國有著龐大的紡織業市場,在服裝、箱包、地毯、工裝等下游產業中都具備替代傳統尼龍化纖等原料的潛力。在生物基聚酰胺
120、領域,凱賽生物已建成年產10萬噸聚酰胺項目;寧夏伊品生物科技股份有限公司于2017年公告投資建設生物基戊二胺及尼龍56項目,優纖科技(丹東)有限公司等公司經營范圍包括聚酰胺56,產能為2萬噸/年。資料來源:凱賽生物招股書,國信證券經濟研究所整理圖:生物基戊二胺制造工藝圖:生物基戊二胺制造工藝資料來源:凱賽生物招股書,國信證券經濟研究所整理圖:生物基尼龍圖:生物基尼龍56制造工藝制造工藝請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容PA56PA56與與PA66PA66性能對比:纖維性質性能對比:纖維性質資料來源:馬雪松、徐曉晨等生物基化學纖維PA56的性能與應用 紡織導報2019 No.8 43-
121、46頁,國信證券經濟研究所整理 優異的物理性能優異的物理性能:PA56與PA6、PA66密度相當,與滌綸、PTT相比,密度明顯小,具有質輕特點。PA56的玻璃化溫度為4550,低于PA66的5560,遠低于滌綸的7075;PA56的柔軟度接近羊絨,混紡產品手感更好、更柔軟。PA56的熔點在260左右,接近PA66和滌綸的熔點,遠高于PA6的熔點,可以在140以下長期使用。PA56強度接近PA66,高于滌綸,比棉花高12倍、比羊毛高45倍,是粘膠纖維的3倍。PA56耐磨性比棉花、羊毛、粘膠纖維好,在混紡織物中加入此類纖維,可大大提高其耐磨性、延長使用壽命、降低使用成本 染色性能好:染色性能好:P
122、A56纖維可用弱酸性染料、活性染料及極性較強的分散染料進行染色。在其分子結構中,主鏈段上的碳原子數量與PA6、PA66相近,但較PA66的二元胺少了1個碳原子,使得原本在PA66中可以生成氫鍵的部位存在游離狀態的氫和氧,從而增加PA56的染色位點,且新增的羰基和氨基可促進纖維對水的吸收和內部遷移,使PA56的可染性提高,染色溫度比PA66低,上色率高。吸濕排汗性能好:吸濕排汗性能好:PA56標準回潮率大于5%,遠高于滌綸的回潮率0.4%,甚至比PA66及PA6的回潮率4%-4.5%還高,優異的吸濕排汗率大大提升了穿著舒適度,夏季增加了服裝的涼爽性,冬季減少了靜電的產生。圖圖:各類纖維性質對比:
123、各類纖維性質對比纖維類別纖維類別PA56PA6PA66PET棉棉規格規格140D/72f70D/48f455D/144f345D144f玻璃化溫度(玻璃化溫度()46.6504273熔點(熔點()255.6220258268比重(比重(g/cmg/cm3 3)1.141.131.141.421.58標準回潮率(標準回潮率(%)5.14.54.20.48.0斷裂強度(斷裂強度(cNcN/dtexdtex)4.183.334.353.422.4-4.0斷裂伸長斷裂伸長26.030.525.627.522.3表表:尼龍尼龍56與尼龍與尼龍66性能對比性能對比資料來源:CNKI,國信證券經濟研究所整理
124、性能指標性能指標尼龍尼龍56尼龍尼龍66密度/(gcm-3)1.141.14纖維強度/(cNdtex-1)4.34.44.5熔融溫度/254262吸濕性飽和吸水率達14%,吸濕性優異飽和吸水率8%,不如棉花柔軟性接近羊毛,手感好不如羊毛,手感稍差耐磨性稍差于尼龍66,但同樣優異耐磨性最強的纖維染色性色深值高,可低溫染色染色淺,易露白阻燃性阻燃性良好阻燃性較差請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容PA56PA56與與PA66PA66性能對比:工程領域應用性能對比:工程領域應用資料來源:汽車之家,國信證券經濟研究所整理 輪胎簾子布領域:輪胎簾子布領域:基礎物理性能上PA56與PA66接近,在
125、一定程度上PA56可以替代PA66在汽車工程材料上的應用。研究結果顯示應用于輪胎簾子布時,PA56斷裂強度略低于尼龍66,但其在黏合強度、斷裂伸長率、耐熱強力保持率、高速耐久性和降低噪聲等方面優于PA66簾子布。PA56的各項性能均符合簾子布生產要求。復合材料領域:復合材料領域:玻璃纖維增強生物基尼龍56的熔點、拉伸強度、彎曲強度和彎曲模量都介于玻璃纖維增強尼龍66和玻璃纖維增強尼龍6之間;玻璃纖維增強生物基尼龍56的耐熱和耐油性能與玻璃纖維增強尼龍66、玻璃纖維增強尼龍6接近。在過濾膜領域:在過濾膜領域:PA56NFN膜能夠有效過濾細小顆粒,具有過濾效率高、空氣阻力小、壽命長、孔徑小、孔隙率
126、高、聯結支架的優良性能;同時,表現出很好的力學性能,PA56NFN過濾空氣顆粒的納濾膜的過濾效率優于傳統材料如聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚砜等制備的過濾膜。圖圖:子午線輪胎結構:子午線輪胎結構圖圖:尼龍過濾膜:尼龍過濾膜圖圖:玻纖增強尼龍顆粒:玻纖增強尼龍顆粒資料來源:阿里巴巴,國信證券經濟研究所整理資料來源:阿里巴巴,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容戊二胺生產工藝:生物合成戊二胺與化學合成對比戊二胺生產工藝:生物合成戊二胺與化學合成對比 戊二胺(戊二胺(1,51,5二氨基戊烷):二氨基戊烷):是重要的C5平臺化合物,主要用于生產聚酰胺(尼龍)如尼龍56、尼龍510
127、等,并可用于合成五亞甲基二異氰酸酯、脲醛樹脂、環氧樹脂等固化劑、有機交聯劑等。傳統的戊二胺生場方法主要為化學法,但該方法工藝流程較為復雜、條件苛刻。相較于化學法,以生物發酵法或賴氨酸脫羧法生產生物基戊二胺則具有環境友好等特點。生物法戊二胺生產工藝:生物法戊二胺生產工藝:主要是利用微生物將葡萄糖轉化為賴氨酸然后以L-賴氨酸為原料,再通過脫羧酶將L-賴氨酸脫羧生成戊二胺。技術難點主要是提升賴氨酸脫羧酶活力、酶穩定性、菌體對戊二胺的耐受性、葡萄糖到戊二胺的轉化率、生物基戊二胺純化等,在工藝流程中,需通過選取沒活力更高、更穩定的賴氨酸脫羧酶基因來對賴氨酸脫羧酶進行改造。生物法戊二胺生產工藝難度較高。生
128、物法戊二胺生產工藝難度較高。日本的味之素、東麗、三菱化學等企業合作開發了“利用微生物生產的賴氨酸脫羧酶將賴氨酸脫羧生產戊二胺”的工藝。但由于賴氨酸的成本相對較高、生物發酵法產物分離、廢液后處理困難、脫羧后轉化為戊二胺的重量減少,此外后續還要純化色素、殘糖、蛋白等生物雜質,并且要防止戊二胺本身的氧化成環等,未來生物法還有工藝提升、降本空間。在國內,目前具備生物基戊二胺生產能力的企業主要包括上海凱賽生物技術股份有限公司、黑龍江伊品新材料有限公司。葡萄糖賴氨酸菌L-賴氨酸戊二胺脫羧酶菌濃縮、提純過濾玉米深加工己二腈氫氣己二胺催化加氫氫氰酸、丁二烯催化合成純化分離圖圖:生物合成戊二胺流程示意:生物合成
129、戊二胺流程示意圖圖:丁二烯法合成己二胺流程示意:丁二烯法合成己二胺流程示意資料來源:凱賽生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理資料來源:凱賽生物招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容戊二胺產能及原材料消耗戊二胺產能及原材料消耗資料來源:凱賽(烏蘇)生物材料有限公司年產10萬噸生物基聚酰胺項目環境影響報告書,國信證券經濟研究所整理 凱賽生物(烏蘇)有年產5萬噸戊二胺的生產能力,主要用來生產生物基尼龍,少量銷售用于環氧固化劑、異氰酸酯等領域。此外公司在太原生產基地規劃了50萬噸/年產能生產線。伊品生物在黑龍江的生產基地目前已建成1萬噸/年戊二胺及2萬噸每年尼
130、龍56鹽的生產線,并積極與下游聚合及服飾企業合作、開發市場??颇靠颇繑盗繑盗繂挝粏挝挥衩子衩?00000t/a硫磺硫磺708t/a液氨液氨14389t/a硫酸銨硫酸銨3636t/a氫氧化鈉氫氧化鈉1630t/a碳酸氫銨碳酸氫銨41806t/a己二酸己二酸69515t/a氨水氨水8104t/a葡萄糖葡萄糖12552t/a硝酸鉀硝酸鉀2615t/a磷酸二氫鉀磷酸二氫鉀2197t/a電電24761wkWh/a玉米胚芽玉米胚芽-副產副產19000t/a玉米纖維玉米纖維-副產副產86190t/a玉米高蛋白飼料玉米高蛋白飼料-副產副產16300t/a圖圖:凱賽生物:凱賽生物PA56PA56原料成本核算原料
131、成本核算請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容PTT行業格局梳理3.4目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容PTT:集各種化纖的優良性能于一身:集各種化纖的優良性能于一身 傳統的石化方法中傳統的石化方法中,聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維是由對苯二甲酸PX(或對苯二甲酸二甲酯)與1,3-丙二醇(PDO)經酯化(酯交換)、縮聚反應得到聚酯,再經熔融紡絲制得的。一般PTA:PDO=1.00:1.101.00:1.55。而生物基PTT纖維采用了來自生物質轉化的1,3-丙二醇(通過對玉米、淀粉、葡萄糖以及生物柴油副產物粗甘油等通過特殊生物菌種發酵一步法制備而得),更具有環
132、境友好性。杜邦公司即采用生物法以谷物為原料制得了生物基PTT產品Sorona,進一步制得纖維,應用于服裝、地毯等方面。PTT屬于不可降解生物基塑料。PTT纖維是具備良好性能的新型高分子成纖材料纖維是具備良好性能的新型高分子成纖材料,集各種化纖的優良性能于一身集各種化纖的優良性能于一身。生物基PTT纖維將其他各種纖維如滌綸、錦綸的優良性能集于一身,且是可回收可循環使用的綠色纖維,成為生物基纖維的新星,受到全球的關注。生物基生物基PTT纖維與石油基纖維與石油基PTT纖維不同的是采用了經生物纖維不同的是采用了經生物法制得的法制得的1,3-PDO。該方法總費用比制備石油基1,3-PDO要便宜25%。與
133、傳統化學合成法相比,生物法具有原料來源可再生、反應條件溫和、選擇性好,副產物少,環境污染少等優點。資料來源:輕紡原料網,國信證券經濟研究所整理圖:生物柴油轉化法圖:生物柴油轉化法制備制備1,3-丙二醇丙二醇圖:葡萄糖一步法和兩步法轉化為圖:葡萄糖一步法和兩步法轉化為1,3-丙二醇丙二醇圖:杜邦公司圖:杜邦公司“Somalor”PTT纖維的生產和應用纖維的生產和應用資料來源:輕紡原料網,國信證券經濟研究所整理資料來源:輕紡原料網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容PTTPTT、PETPET、PBTPBT對比:分子鏈構型及性質區別對比:分子鏈構型及性質區別資料來源:
134、元琛科技,國信證券經濟研究所整理PTT纖維最早是由殼牌化學與美國杜邦公司分別從石油和生物工藝通過對苯二甲酸(PTA)和1.3-丙二醇(PDO)聚合得到。與PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)同屬聚酯類纖維。PTTPTT纖維表面光潔圓滑,是一種半結晶狀熱塑性聚酯。纖維表面光潔圓滑,是一種半結晶狀熱塑性聚酯。它與PBT纖維、PET纖維不同的是在PTT纖維化學結構中,有一種能量最低的反式-旁式-旁式-反式構象并由此呈現出一種明顯的“Z”字形構象,同時在分子鏈結上PET和PBT上有兩個亞甲基,而PTT分子鏈鏈接上有三個亞甲基單元,因此在分子鏈之間會產生“奇碳效應”,這種分子結
135、構使得PTT纖維具有如同線圈式彈簧一樣的變形能力且回彈性優于PET和PBT。圖圖:石化方法:制備工藝:石化方法:制備工藝圖圖:三種聚酯纖維分子鏈構型:三種聚酯纖維分子鏈構型資料來源:元琛科技,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容PTT:與其他主要纖維性能對比:與其他主要纖維性能對比資料來源:智研咨詢,國信證券經濟研究所整理 由于PTT分子結構特殊性,其纖維擁有良好的內在回復性,即使經過10次20%的拉伸仍可恢復原長,彈性恢復性幾乎是PET的兩倍,且由于纖維模量較低,纖維手感柔軟。疊加其優異抗污性能,PTT纖維十分適合制造地毯。PTT纖維玻璃化溫度較PET低20攝氏
136、度,所以PTT纖維的染色性能由于PET纖維,即使在室溫常壓條件下可也較為容易得染成深濃色,且有較好的染色牢度。這使得PTT可以方便的與羊毛、蠶絲、棉等天然纖維混紡。PTT面料綜合了腈綸的蓬松性,PET的防污性及錦綸的柔軟性,可用于生產各種高彈性及手軟柔軟的親膚面料,生產工藝和方法較氨綸更簡便。PET切片年均價在6770元,PA6切片年均價為13443元,而PTT切片價格則超過20000元,高企的價格直接限制了PTT的光泛應用。圖圖:PTTPTT與其他主要纖維性質對比與其他主要纖維性質對比圖圖:PETPET切片及切片及PA6PA6切片價格走勢切片價格走勢性能項性能項PTTPETPA6PA66PA
137、66蓬松性及彈性優中中良抗折皺性優優中良靜電低很高高高拉伸回復性優差良優尺寸穩定性良良良良染色性優優良良印花適應性優中良良耐污染性優良優優加工及后處理費用低高中中02000400060008000100001200014000160001800020000元元/噸噸PET切片價格PA6切片價格資料來源:百川盈孚,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容生物基聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維(生物基聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維(PTTPTT)合成聚對苯二甲酸丙二醇酯合成聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTTPTT)纖維的原料纖維的原料1 1,3 3-丙二醇可由合成生物學方法合成丙二醇可由合成
138、生物學方法合成。PTT下游 90%用于合成 PTT 纖維,10%用于工程塑料。PTT 纖維目前用量以民用為主,約 27%用于家紡領域(地毯為主),63%用于服裝行業。與當前用量較多的PET纖維(滌綸)、PA6/PA66纖維(錦綸)相比,PTT纖維的膨松性及彈性更好,抗褶皺性更佳,拉伸回復性更加,尺寸穩定性與印花適應性均更好,因此適用于服裝領域。同時由于其較好的膨松性,較高的抗靜電性、耐污染性與印花適應性,同樣適用于生產地毯。生物基PTT纖維與石油基PTT纖維不同的是采用了經生物法制得的1,3-PDO。該方法總費用比制備石油基1,3-PDO要便宜25%。與傳統化學合成法相比,生物法具有原料來源可
139、再生、反應條件溫和、選擇性好,副產物少,環境污染少等優點。資料來源:中國產業信息網,國信證券經濟研究所整理圖:生物柴油轉化法圖:生物柴油轉化法制備制備1,3-丙二醇丙二醇圖:圖:PTT下游應用場景及用量下游應用場景及用量資料來源:中國化學纖維工業協會,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容PTTPTT纖維產能:纖維產能:20232023年我國年我國PTTPTT纖維行業產能已達到纖維行業產能已達到3434萬噸萬噸 PTTPTT的工業化生產主要受制于原料的工業化生產主要受制于原料1 1,3 3-PDOPDO。我國企業自2000年與美國杜邦公司合作生產PTT纖維及制品,直
140、到2014年清華大學甘油發酵法制備1,3-PDO自有技術打破1,3-PDO技術壟斷,截至2019年我國PTT纖維產能已經達到31萬噸,產量為12.95萬噸,產能利用率為41.77%。據智研咨詢和我們的不完全統計,2023年我國PTT纖維行業產能已達到34萬噸,其中江蘇國望高科纖維有限公司、蘇州蘇震生物工程有限公司、吳江佳力高纖有限公司、盛虹集團下屬中鱸科技發展股份有限公司、張家港美景榮化學工業有限公司及2023年底即將投產的華峰合成樹脂等企業產能均在3萬噸/年以上。從各企業PTT纖維產能占比來看,2019年江蘇國望PTT纖維產能占比為19.4%,蘇震生物PTT纖維產能占比為16.1%,吳江佳力
141、高纖PTT纖維產能占比為12.9%,蘇州龍杰PTT纖維產能占比為6.5%,其他企業PTT纖維產能占比為45.1%。圖:圖:2012-2019年我國年我國PTT纖維行業產能、產量及產能利用率纖維行業產能、產量及產能利用率資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理0%10%20%30%40%50%60%70%0510152025303520122013201420152016201720182019產能(萬噸)產量(萬噸)產能利用率19.40%16.10%12.90%6.50%45.10%江蘇國望蘇震生物吳江佳力高纖蘇州龍杰其他圖:圖:2019年我國年我國PTT纖維行業企業產能集中度纖維行業
142、企業產能集中度資料來源:華經產業研究院,國信證券經濟研究所整理圖圖:PTTPTT生產商及產能統計(不完全統計)生產商及產能統計(不完全統計)企業名稱企業名稱產能:萬噸產能:萬噸/年年江蘇國望高科纖維有限公司6蘇州蘇震生物工程有限公司5吳江佳力高纖有限公司4盛虹集團下屬中鱸科技發展股份有限公司3張家港美景榮化學工業有限公3浙江華峰合成樹脂有限公司3(2023年底投產)蘇州龍杰特種纖維股份有限公司2英威達纖維(佛山、上海)有限公司2曉星化纖(嘉興)有限公司1上海石油化工股份有限公司0.3其他4.7總計34資料來源:智研咨詢,百川盈孚、國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內
143、容PTTPTT產銷量變化趨勢及市場規模情況產銷量變化趨勢及市場規模情況資料來源:智研咨詢、國信證券經濟研究所整理 盡管我國近幾年PTT纖維市場發展保持較高增速增長,但對比國外PTT纖維行業的發展依然相對遲緩,主要是因為1,3-PDO生產成本過高,致使PTT的價格仍較高,限制了其應用。PTT纖維下游需求大約55%為地毯領域,其余45%為其他紡織品領域.據華經產業研究院及智研咨詢數據,截至2019年,我國PTT纖維行業消費量為12.58萬噸,同比增長15%。2019年我國PTT纖維消費量達到12.58萬噸,2012-2019年復合增長率達24%;2019年我國PTT產量達12.95萬噸,復合增長率
144、為24%,增長勢頭迅猛。2019年全球PTT纖維市場規模為12.36億美元,較2018年增長14.44%。圖圖:20122012-20192019年全球年全球PTTPTT纖維市場規模(億美元)纖維市場規模(億美元)2.333.274.966.357.959.5111.2512.952.253.024.726.057.749.2210.9412.580246810121420122013201420152016201720182019產量(萬噸)消費類(萬噸)圖圖:20122012-20192019年中國年中國PTTPTT產量與消費量產量與消費量資料來源:華經產業研究院,百川盈孚,國信證券經濟研
145、究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1,31,3-丙二醇(丙二醇(PDOPDO):):PTTPTT核心原料,市場規??焖僭鲩L核心原料,市場規??焖僭鲩L資料來源:GII,百川盈孚、國信證券經濟研究所整理 由于由于PTTPTT規模的不斷增長及規模的不斷增長及1 1,3 3-丙二醇在化妝丙二醇在化妝、個護等領域不斷開拓市場個護等領域不斷開拓市場,1 1,3 3-丙二醇市場規??焖贁U展丙二醇市場規??焖贁U展。據華經產業研究院數據,2020年中國約80-90%的1,3-丙二醇(PDO)用于生產PTT聚酯、PTT纖維,少量用于化妝品和醫藥等領域;其中PTT聚酯下游需求結構是90%為合成纖維
146、、10%為工程塑料。據GII預測,全球1,3-丙二醇的市場規模在2020年達到了4.02億美元,2025年有望增長到6.91億美元,CAGR達到11.4%。目前PDO(1,3-丙二醇)-PTT產業鏈基本處于壟斷狀態,國際范圍內1,3-丙二醇生產基本被杜邦掌握,國內PTT紡絲企業也基本上與杜邦公司合作為主,為其生產貼牌產品。國內1,3-丙二醇進口依賴度較大,2020年需求量約為4.3萬噸,進口依賴度為78%。圖圖:20202020-20252025年全球年全球1,31,3-丙二醇市場規模及增速(億美元)丙二醇市場規模及增速(億美元)圖圖:20142014-20202020年中國年中國1,31,3
147、-丙二醇需求及進口情況(萬噸)丙二醇需求及進口情況(萬噸)資料來源:GII,百川盈孚、國信證券經濟研究所整理4.33.400.511.522.533.544.55201420182020需求量(萬噸)進口量(萬噸)4.026.9101234567820202025E請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1,31,3-丙二醇制備方法比較:生物法已成為主流工藝丙二醇制備方法比較:生物法已成為主流工藝資料來源:梁山正大菱花生物科技1萬噸1,3-丙二醇項目環境影響報告書、國信證券經濟研究所整理 1 1,3 3-丙二醇的生產技術主要有化學法和生物發酵法兩種丙二醇的生產技術主要有化學法和生物發酵法兩
148、種。德固賽的丙烯醛水合氫化法、殼牌公司的環氧乙烷羰基化法是化學法的代表,但由于原料不可再生、生產過程毒性大且污染嚴重、生產成本高、投資額高等因素,目前這兩家公司當前已經退出1,3-丙二醇市場。生物法已經成為工業化生產生物法已經成為工業化生產1 1,3 3-丙二醇的主流工藝丙二醇的主流工藝。生物法具有反應條件溫和、過程綠色無污染、生產成本低、產物易于分離、合成的PTT色澤較化學合成法更好等優點。生物法以杜邦的發酵工藝為代表,杜邦在1,3-丙二醇行業依靠其成本優勢、產品優勢處于壟斷地位。生物法中葡萄糖法和甘油法并存,葡萄糖法由杜邦公司開發,通過重組大腸桿菌一步法直接合成1,3-丙二醇;甘油法通過利
149、用天然可轉化甘油為1,3-丙二醇的微生物進行發酵,并通過調節微生物代謝提高發酵生產強度及轉化率。表:表:1,31,3-丙二醇項目環評原料消耗(一)丙二醇項目環評原料消耗(一)表:表:1,31,3-丙二醇項目環評原料消耗(二)丙二醇項目環評原料消耗(二)科目科目年用量年用量單位單位精甘油精甘油22.68t/a磷酸二氫鉀磷酸二氫鉀51.3t/a磷酸二氫銨磷酸二氫銨796.3t/a七水硫酸鎂七水硫酸鎂338.79t/a甜菜堿甜菜堿140.9t/a消泡劑消泡劑3.47t/a片堿片堿1449.49t/a葡萄糖(葡萄糖(60%60%)187058酵母粉酵母粉1830.79t/a硫酸鉀硫酸鉀199.1t/a
150、磷酸二氫銨磷酸二氫銨439.9t/a次氯酸鈉次氯酸鈉0.5wkWh/a硫酸硫酸2t/a自來水自來水245852.2m3/a電電7500萬wkWh/a蒸汽蒸汽180051.2m3/a科目科目年用量年用量單位單位精甘油精甘油23000t/a硫酸銨硫酸銨100t/a酵母粉酵母粉100t/a聚醚消泡劑聚醚消泡劑61.92t/a液堿(液堿(32%32%氫氧化鈉)氫氧化鈉)2187t/a磷酸氫二鉀磷酸氫二鉀100t/a活性炭活性炭1.8t/a天然氣天然氣5.76*106t/a新鮮水新鮮水501327t/a電電4178萬t/a蒸汽蒸汽123912wkWh/a資料來源:赤峰智合生物5萬噸1,3-丙二醇項目環評
151、書、國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容營養素產品(長鏈不飽和脂肪酸)4目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容DHA行業格局梳理4.1目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容DHA:可廣泛應用于營養補充劑、食品與飲料、嬰幼兒配方奶粉等:可廣泛應用于營養補充劑、食品與飲料、嬰幼兒配方奶粉等資料來源:國信證券經濟研究所整理 二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸(DHADHA,俗稱腦黃金俗稱腦黃金,分子式為C22H32O2,通常叫做Omega-3或多烯酸乙酯)是一種是一種2222:6 6-3 3脂肪酸脂肪酸,是人體所必需的一種多不飽和是
152、人體所必需的一種多不飽和脂肪酸脂肪酸。它擁有獨特的分子結構和多個雙鍵,主要存在于大腦細胞膜中,是大腦皮層及視網膜的重要成分,具有促進神經和視網膜組織發育的作用。DHA是胎兒和兒童大腦發育的一種必需營養元素:DHA可促進嬰幼兒視力及智力發育,對維持腦的功能、延緩腦的衰老、預防老年癡呆癥和神經性疾病、預防心血管疾病等具有積極的保健功能。DHA與ARA形成一種生理機能的平衡調節機制,共同對脂代謝、糖代謝、凝血機制、肌肉生長、睡眠及免疫反應等生理活動具有調節作用。營養素產品品種繁多,不同品種的生產工藝各不相同,主要采用微生物發酵法、天然動植物提取法和化學合成法。營養素產品品種繁多,不同品種的生產工藝各
153、不相同,主要采用微生物發酵法、天然動植物提取法和化學合成法。早期DHA類物質通過分子蒸餾工藝對多富含DHA和EPA的深海魚油(如金槍魚油)提取,深海魚油一般以二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)混合形式存在。目前較為先進的生產工藝是用富含DHA且不含EPA的海洋微藻通過發酵工藝制得DHA,需從自然界微生物資源中篩選高產DHA的優質菌種,加強對DHA的發酵條件,代謝調控和工藝的研究。圖圖:DHADHA對人體重要作用對人體重要作用圖圖:DHADHA分子結構模型圖分子結構模型圖資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容藻油藻油DHA與魚
154、油與魚油DHA差異差異DHADHA藻油、藻油、DHADHA魚油是兩種重要的魚油是兩種重要的DHADHA來源。來源。DHA藻油是由大型海藻中提取而來的,DHA魚油則是從深海魚類中提取而來的。DHA藻油中含有多種有益的植物成分,如葉黃素、胡蘿卜素等;而DHA魚油中則含有更多的EPA脂肪酸。魚油魚油DHADHA:除了DHA外還含有EPA,EPA在人體內將代謝成前列腺環素PG3也有促進兒童性早熟的問題,世界上多家衛生健康權威機構均建議EPA含量高的魚油不宜作為嬰幼兒的攝入成分,且孕、哺期的婦女補充DHA時應該選擇EPA含量少的產品。藻油藻油DHADHA:采用微生物發酵方式,不受資源限制;具有食品安全和
155、質量可控、可追溯等優點。微藻DHA中 DHA:EPA10:1,符合FDA/WHO推薦的嬰幼兒食品中脂肪酸的比例。藻油DHA除應用于嬰幼兒配方奶粉以外,還廣泛應用于健康食品中,市場空間廣闊在水產飼料中添加DHA能提高魚、蝦及蟹類等的孵化率成活率和生長率。資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理圖圖:魚油:魚油DHADHA與藻油與藻油DHADHA對比對比魚油魚油DHADHA微藻微藻DHADHA來源來源深海魚類微藻類加工過程加工過程魚類直接或間接攝入含DHA食物一在體內富集 DHA一被人類所捕撈(魚類死亡后 DHA容易氧化變腥)-從體內提取出魚油一精煉提純獲得DHA生物反應器中發酵而成形態
156、形態乙酷型或甘油三酷型(甘油三酷型DHA含量較低),生物利用率較低天然甘油三酷型,生物利用率較高DHADHA含量含量12%-20%左右35%以上資源環保資源環保非可持續性資源可持續性資源重金屬污染重金屬污染海洋污染、汞污染嚴重,多種深海魚如旗魚和金槍魚很有可能含甲基汞無腥味腥味魚油從捕撈到抽提到精煉等生產過程時間長、工藝復雜,易氧化,腥味重,從而影響到最終產品的口感及風味從發酵到提取到精煉生產過程時間短,連續化生產,工藝過程避光隔氧,不易氧化出腥味適宜人群適宜人群含大量 EPA,不適合孕嬰、兒童服用,只適合成年人、中老年人服用幾乎不含 EPA,適合孕嬰、兒童服用圖圖:藻油:藻油DHADHA工藝
157、流程圖工藝流程圖菌種培育發酵預處理離心分離DHA毛油精制DHA油脂配料剪切乳化干燥DHA粉劑資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容全球全球DHADHA市場規模情況市場規模情況資料來源:智研咨詢,嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理 據智研咨詢數據,2018年全球DHA市場規模為30.6億美元,魚油、藻油類分別約為28億、2.6億美元,魚油占比超90%。在海洋國家,魚油DHA作為漁業副產品,生產成本更低。但隨著海洋資源枯竭以及環境污染問題加劇,藻油DHA成為更加環保、健康的解決方案。預計2020年全球DHA市場規模為40.34億美元,其
158、中藻油DHA銷售規模達到3.39億美元,魚油DHA市場規模預計為37.0億美元。Allied Market Research 預計2022年,北美是全球最大DHA市場,占據34.83%的份額,亞太地區由于嬰幼兒配方食品的快速普及為第二大市場,市場占比30.13%,歐洲為第三大市場,占比22.34%。圖圖:20222022年魚油和藻油年魚油和藻油DHADHA市場規模占比市場規模占比89.08%10.92%魚油DHA市場規模占比藻油DHA市場規模占比圖圖:20222022年全球年全球DHADHA市場區域占比情況市場區域占比情況12.70%34.83%30.13%22.34%拉丁美洲北美亞太歐洲資料
159、來源:智研咨詢,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容藻油藻油DHA市場規模:未來的年復合增長率有望達市場規模:未來的年復合增長率有望達17.67%資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理 Allied Market Research出具的研究報告顯示,2018年全球DHA市場銷量為13.40萬噸,預計到2022年將增長至22.96萬噸,年復合增長率達到14.41%,呈快速增長態勢。2018年全球DHA的市場規模約為30.55億美元,預計2022年市場規??蛇_52.66億美元,年復合增長率達到14.58%。其中,藻油DHA市場規模將從2018年的2.57億
160、美元將增長到2026年的9.45億美元,年復合增長率為 17.67%。近年來藻油DHA行業龍頭企業不斷強化研發和工藝改進,成促成藻油DHA產品價格下行價格總體呈下降趨勢。2021年我國藻油DHA產品銷售均價為59.5萬元/噸。圖圖:20182018-20222022年全球年全球DHADHA市場規模預測市場規模預測30.5535.1640.3446.1252.6615.37%15.09%14.73%14.33%14.18%12.00%12.50%13.00%13.50%14.00%14.50%15.00%15.50%16.00%010203040506020182019E2020E2021E20
161、22EDHA市場規模(億美元)YoY圖圖:20182018-20222022年全球年全球DHADHA市場銷量預測市場銷量預測圖圖:20182018-20222022年全球年全球DHADHA市場規模預測市場規模預測57.50204060801001202015201620172018201920202021均價(萬元/噸)13400815408417653420152922963615.29%14.98%14.57%14.16%13.95%13.00%13.50%14.00%14.50%15.00%15.50%0500001000001500002000002500002018201920202
162、0212022市場銷量(噸)增長率資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理資料來源:智研咨詢,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容DHA競爭格局:國內部分企業產品已打破了國外技術壟斷競爭格局:國內部分企業產品已打破了國外技術壟斷資料來源:智研咨詢,嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理 藻油DHA發展相對較晚,提取難度相對較大,原料成本較高,生產企業較少,優質藻油DHA原料價格達120-180美元/公斤。美國的Omega生物技術公司是較早實現藻油DHA商業化生產的企業,于2002年被美國的馬泰克生物科技公司收購。2010年,馬泰克被帝斯曼收購。作為全球
163、最大的藻油DHA原料供應商之一,馬泰克lifes DHA產品被用于美國99%以上的嬰幼兒食品市場、全球超600種產品,在藻油DHA領域的市場占有率高達50%以上,2012年以來,以嘉必優、潤科生物、福星生物為代表的國內廠商突破了藻油DHA商業化生產技術,并積極擴張產能。國內企業和國外企業的差距正不斷縮小。隨著國內行業的飛速發展,國內也涌現出潤科生物、嘉必優等代表性企業,這些本土企業生產的藻油DHA占據了國內主要的市場份額,2015年我國藻油DHA產量185.99噸,2021年產量增長為626.75噸,年復合增長達到了33.44%。嘉必優2022年產量為134噸,2023年DHA產能有望從105
164、噸增加值555噸,相應產量也有快速增長。據潤科生物招股說明書披露,潤科生物2020年DHA產能為150噸,產量113噸。表:嘉必優與潤科生物表:嘉必優與潤科生物DHADHA生產指標對比生產指標對比嘉必優嘉必優潤科生物潤科生物菌群菌群在 45m3的發酵規模上DHA 產量達到了41.14g/L,油繼續加工成為粉劑的轉換率為4.11。60m的發酵罐上實現了工業化連續生產,DHA毛油得油率達到61g/L,油脂中DHA含量可達 5%以上,毛油繼續加工成為粉劑的轉換率為4.88。純化純化通過蛋白酶破壁,毛油酸價從3.0mg KOH/g 降至1.0mg KOH/g,綜合得率從69%提高到 95.21%。非溶
165、劑法提取油劑,毛油酸價從原來的3.0mg KOH/g降至1.0mg KOH/g 及以下,綜合得率從85.70%提高到96.30%。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容ARA行業格局梳理4.2目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容ARAARA:人體中含量最高、分布最廣的一種多不飽和脂肪酸:人體中含量最高、分布最廣的一種多不飽和脂肪酸資料來源:觀研天下,國信證券經濟研究所整理ARA是花生四烯酸(Arachidonic Acid,ARA)的簡稱,又稱二十碳四烯酸,是一種是一種n-6型長鏈多烯不飽和脂肪酸,人體生長和發育所必需的脂肪酸之一,也是人體中含量最高、分布最廣的一
166、種多不飽和脂肪酸。尤其在腦和神經組織中,ARA的含量一般占單PUFAs的40%-50,在神經末梢甚至高達70,在正常人的血漿中的含量也高達400mg/L。ARA對于嬰幼兒大腦和神經系統的發育至關重要。ARA是機體一系列生理調節激素的前體物質,對脂代謝、糖代謝、凝血機制、肌肉生長、睡眠及免疫反應等生理活動具有調節作用。由于嬰幼兒自身合成ARA的能力較低,從外界攝入足量的ARA對嬰幼兒的健康發育具有重要意義。圖圖:ARAARA分子結構模型分子結構模型圖圖:ARAARA主要功能主要功能促進嬰幼兒生長發育ARA可誘導細胞生長,刺激生長相關激素釋放。缺乏ARA會損害中樞神經系統,引起智力和認知功能損傷。
167、促進嬰幼兒智力發育促進嬰幼兒視力發育預防和治療心血管病ARA是視網膜市要結構脂成分,維持細胞膜流動性、通透性。ARA作為二十碳衍生物的直接前體,對心血管系統及免疫系統具有調節作用。資料來源:ChemicalBook,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容ARAARA:人體中含量最高、分布最廣的一種多不飽和脂肪酸:人體中含量最高、分布最廣的一種多不飽和脂肪酸傳統的傳統的ARAARA來源主要有蛋黃、動物臟器。來源主要有蛋黃、動物臟器。早期的ARA一般從動物肝臟或蛋黃中獲得,但其含量非常低,無法滿足市場需求。二十世紀九十年代,美國馬泰克公司及日本三得利公司開始研究高山被孢
168、霉發酵生產ARA,這種經誘變選育后的真菌能代謝并在菌絲體中積聚超過40%的ARA。1995 年,美國馬泰克公司通過發酵法生產得到ARA的產品,實現工業化生產ARA產品。1998年全球第一個添加ARA和藻油DHA的嬰幼兒配方奶粉面世。隨著人們對于健康、保健意識的增強,ARA作為一種重要的功能性油脂,在食品、生物醫藥等領域的需求逐步增長。目前國內外研究主要集中在藻狀菌綱的根霉屬、耳霉屬、被孢霉屬、毛霉屬,ARA尤其在長被孢霉、高山被孢霉、拉曼被孢霉、深黃被孢霉、終極腐霉最為常見。微生物發酵中,高山被孢霉是最高效的花生四烯酸生產菌之一,高山被孢霉屬于接合菌綱毛霉目被孢霉科被孢霉屬。圖圖:ARAARA
169、生產工藝流程圖生產工藝流程圖菌種培育發酵板框壓濾菌體干燥干菌體浸出精制剪切乳化ARA粉劑ARA油脂干燥X光機檢測ARA毛油資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容ARA市場規模及增長預測市場規模及增長預測資料來源:Grand View Research,國信證券經濟研究所整理ARA被作為食品營養強化劑廣泛應用于嬰幼兒配方食品、健康食品和藥品中,直接帶動全球ARA產業的持續發展。根據Grand View Research的數據,2018年全球ARA市場銷量達到3091噸,預計到2025年將達到4265噸,未來幾年呈溫和增長態勢。從市場規模來說
170、,2018年,全球ARA市場規模達到1.90億美元,預計到2025年將達到2.81億美元。圖圖:20182018-20252025年全球年全球ARAARA市場銷量及預測市場銷量及預測圖圖:20182018-20252025年全球年全球ARAARA市場規模及預測市場規模及預測資料來源:Grand View Research,國信證券經濟研究所整理309132403396355837283902408142654.95%4.83%4.81%4.78%4.76%4.68%4.58%4.51%4.20%4.30%4.40%4.50%4.60%4.70%4.80%4.90%5.00%0500100015
171、0020002500300035004000450020182019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E市場售量(噸)增長率1.92.022.142.262.392.52.662.815.21%6.38%5.99%5.42%5.72%4.99%6.03%5.84%0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%7.00%00.511.522.5320182019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E市場銷售額(億美元)增長率請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容ARA市場競爭格局:國際巨頭專利將到期,市場競爭格局:國
172、際巨頭專利將到期,嘉必優擁有最大國內市場份額嘉必優擁有最大國內市場份額資料來源:共研網,國信證券經濟研究所整理 ARA產品的國際市場方面,美國馬泰克公司(Martek)曾經是全球ARA產業的主要供應商,2011年其被帝斯曼收購,并入帝斯曼營養部門。目前,帝斯曼占據全球ARA市場的主要份額,是全球最大的ARA供應商,在全球ARA市場占有率約為90。帝斯曼在全球范圍內多個國家申請了ARA的專利保護,而2023年中期,帝斯曼ARA相關專利在各個國家保護期均會陸續到期。國內市場方面,近年來隨著發酵、提取、微膠囊技術與工藝的突破,我國陸續出現一批以ARA為主要產品的生產企業,包括嘉必優、潤科生物、福星生
173、物、羅蓋特等。其中,嘉必優是國內嘉必優是國內ARAARA產業的早期培育者和領軍企業產業的早期培育者和領軍企業,擁有最大的國內市場份額擁有最大的國內市場份額,已成為國內ARA產品市場最重要的供應商。根據公司公告,嘉必優2015年與帝斯曼簽署了和解協議與加工供貨協議,帝斯曼在2015-2026年向嘉必優采購一定數量的ARA產品或現金補償,并對嘉必優海外銷售范圍和數量做出一定要求,這為公司的發展爭取了寶貴的機會。嘉必優2023年ARA產能有望從420噸增加值570噸,2022年ARA產量為508噸。此外,國內另一ARA主要生產商為潤科生物,據潤科生物招股說明書披露,潤科生物2020年ARA產能為15
174、0噸,產量157噸。嘉必優嘉必優潤科生物潤科生物菌群菌群在 200m3的發酵規模上ARA 產量達到了16.61g/L,油脂中 ARA 含量42%,油繼續加工成為粉劑的轉換率為 3.63100m的發酵罐上實現了工業化連續生產,發酵生產 ARA 毛油得油率達到了19g/L,油脂中ARA 含量可達45%以上,毛油繼續加工成為粉劑的轉換率為3.81。純化純化ARA 油脂提取率從86.3%提高到 91.46%。通過閃蒸-破壁成型工藝,實現連續化提取ARA油脂,提高滲透率和提取率,提取率達到98.00%以上。圖圖:嘉必優與潤科生物:嘉必優與潤科生物ARAARA生產指標對比生產指標對比請務必閱讀正文之后的免
175、責聲明及其項下所有內容ARA+藻油藻油DHA市場情況:主要應用在嬰幼兒配方奶粉市場情況:主要應用在嬰幼兒配方奶粉資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理 ARAARA和藻油和藻油DHADHA廣泛應用于嬰幼兒配方食品、健康食品、膳食營養補充劑等領域,市場容量呈逐年增長趨勢。廣泛應用于嬰幼兒配方食品、健康食品、膳食營養補充劑等領域,市場容量呈逐年增長趨勢。根據咨詢機構Coherent Market Insights的數據,2018年,全球ARA和藻油DHA市場容量為4.47億美元,預計到2026年,全球ARA和藻油DHA的市場容量將達到12.26億美元,2018年至 2026年,行業內市
176、場容量將保持13.45%的復合增長率,保持快速增長。從下游應用領域來看,嬰幼兒配方奶粉仍然是從下游應用領域來看,嬰幼兒配方奶粉仍然是ARAARA和藻油和藻油DHADHA最為主要的應用領域,占市場容量的比例超過最為主要的應用領域,占市場容量的比例超過45%45%。據Coherent Market Insights 的預計,嬰幼兒配方奶粉對于ARA和藻油DHA的總需求量將從2018年的2.14億美元提升至2026年的5.81億美元,年復合增長率為13.30%。預計到2026年,嬰幼兒配方奶粉對ARA和藻油DHA的需求將占到全行業的47.43%,市場容量為5.81億美元。此外,健康食品對ARA和藻油
177、DHA的需求將達到3.45億美元,占全行業的28.18%。嬰幼兒配方奶粉和健康食品是ARA和藻油DHA最主要的應用領域。圖圖:20182018-20262026年全球年全球ARA+ARA+藻油藻油DHADHA市場容量及增長率市場容量及增長率圖圖:20182018-20262026年全球年全球ARAARA行業應用領域分布行業應用領域分布資料來源:Coherent Market Insights,國信證券經濟研究所整理4.474.825.305.946.717.658.8810.3912.267.00%8.00%10.00%11.99%13.01%13.99%16.01%17.00%18.00%0
178、.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%18.00%20.00%2.004.006.008.0010.0012.0014.0020182019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E2026E市場容量(億美元)市場容量增長率請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容ARA+藻油藻油DHA市場情況:北美是全球最大的需求市場市場情況:北美是全球最大的需求市場 2018年,嬰幼兒配方奶粉及健康食品合計占市場容量比例為76.00%,為ARA和藻油DHA最重要的應用領域。未來,嬰幼兒配方奶粉及健康食品的行業應用仍將繼續保持穩
179、定的增長,到2026年,嬰幼兒配方奶粉及健康食品仍將是行業內最主要的應用,預計將占據總市場容量的75.61%.在區域分布方面,在區域分布方面,北美地區是全球最大的DHA市場,亞太地區受益于嬰幼兒配方食品的快速增長位居第二,歐洲緊隨其后,為全球第三大DHA市場2022年,北美、亞太、歐洲DHA市場的全球占比分別為34.83%、30.13%和22.34%,其中亞太地區DHA市場的全球占比將有所提升。圖圖:20182018及及20262026年行業應用領域分布對比年行業應用領域分布對比47.43%28.18%4.12%20.27%2026年行業下游應用分布嬰幼兒配方奶粉健康食品動物營養食品飲料48.
180、00%28.00%4.03%19.98%2018年行業下游應用分布嬰幼兒配方奶粉健康食品動物營養食品飲料資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理圖圖:20182018及及20262026年全球市場區域分布年全球市場區域分布36.19%30.53%22.04%11.24%北美亞太歐洲拉丁美洲31.40%34.61%22.11%11.87%北美亞太歐洲拉丁美洲2018年市場區域分布2026年市場區域分布請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容國內國內DHA及及ARA需求:配方奶粉新國標將有望提高需求:配方奶粉新國標將有望提高DHA及及
181、ARA需求需求資料來源:中商產業情報網,國信證券經濟研究所整理 由于我國人口基數較大,母乳喂養率較低,我國嬰幼兒配方奶粉市場一直保持增長趨勢。2016年市場規模為1306億元,據估計2022年市場規模為1909億元,復合增長率為6.5%。2021年初,國家衛健委發布了一系列新食品安全國家標準,其中包括了嬰兒配方食品、較大嬰兒配方食品和幼兒配方食品三個保障嬰幼兒健康的標準,并已于2023年2月22日正式實施。新標準中對DHA、ARA等相關營養素作出了新的限量要求,2021版新國標發布后,關于DHA與ARA的含量描述從總脂肪酸含量的百分數更換為mg/kJ,描述更加清晰,且部分奶粉的DHA含量設置了
182、最小添加量,通過換算得到,ARA及DHA的最高添加量幾乎翻倍,這將極大的刺激嬰幼兒奶粉市場對DHA及ARA的需求。圖圖:20102010及及20212021版嬰幼兒配方食品中關于版嬰幼兒配方食品中關于ARAARA及及DHADHA的添加標準對比的添加標準對比圖圖:20162016-20222022年中國嬰幼兒奶粉行業市場規模預測年中國嬰幼兒奶粉行業市場規模預測2010版(%總脂肪酸)2010版換算mg/100kJ2021版mg/100kJ一段ARA11019.1一段DHA0.553.6-9.6二段ARA11019.1二段DHA0.553.6-9.6三段ARA11019.1三段DHA0.559.6
183、GB 10767-2010中指出,較大嬰兒配方食品中,每100kJ中脂肪含量為0.7-1.4g,本次估算中以中脂肪含量為1.0g/kJ計算1306.761443.791565.611626.791692.141813.151908.5210.50%8.40%3.90%4.00%7.20%5.30%0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%050010001500200025002016201720182019202020212022市場銷售額(億元)增長率資料來源:中商產業情報網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容資料來源:嘉必優
184、招股說明書,國信證券經濟研究所整理 受技術門檻、品牌門檻等因素,國際市場藻油受技術門檻、品牌門檻等因素,國際市場藻油DHADHA市場集中度高。市場集中度高。杜邦、嘉吉(Cargill)、美國 TerraVia、巴斯夫、法國 Fermentalg、荷蘭帝斯曼及其子公司馬泰克、荷蘭紐迪希亞、瑞士雀巢等大型國際公司在藻油DHA領域皆有較多技術儲備和生產布局,其藻油DHA產品應用形式覆蓋食品營養強化劑、保健品、特定藥理活性的藥物制劑等方方面面。2012年以來,以嘉必優、潤科生物、福星生物為代表的國內廠商突破了藻油DHA商業化生產技術,并積極擴張產能。國內企業和國外企業的差距正不斷縮小。目前國內本土企業
185、生產的藻油DHA占據了國內主要的市場份額。2015年我國藻油DHA產量185.99噸,到2021年產量增長到了626.75噸,年復合增長率達到了22.44%。近年來藻油DHA行業龍頭企業不斷強化研發和工藝改進,業界主流企業單位成本的降低也成促成藻油DHA產品價格下行以及需求增長的重要推力。近年來我國藻油DHA產品價格總體呈下降趨勢。2021年我國藻油DHA產品銷售均價為59.5萬元/噸。圖:圖:20182018-20222022年全球年全球DHADHA市場規模預測市場規模預測(億美元)(億美元)圖圖:20152015-20212021年全球藻油年全球藻油DHADHA市場規模(億美元)市場規模(
186、億美元)30.5535.1640.3446.1252.6615.37%15.09%14.73%14.33%14.18%13.40%13.60%13.80%14.00%14.20%14.40%14.60%14.80%15.00%15.20%15.40%15.60%010203040506020182019E2020E2021E2022EDHA市場規模(億美元)YoY藻油藻油DHA市場規模:國內外企業差距正不斷縮小市場規模:國內外企業差距正不斷縮小2.012.202.412.572.823.183.710.000.501.001.502.002.503.003.504.00201520162017
187、2018201920202021資料來源:嘉必優招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容相關公司基本情況及盈利預測5目錄目錄返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容相關公司介紹及相關公司介紹及盈利預測盈利預測華恒生物華恒生物(688639688639):公司公司是一家以合成生物技術為核心是一家以合成生物技術為核心,主要從事氨基酸及其衍生物產品研發主要從事氨基酸及其衍生物產品研發、生產生產、銷售的高新技術企業銷售的高新技術企業。經過在生物制造領域的多年發展,公司已在工業菌種創制、發酵過程智能控制、高效后提取、產品應用開發環節形成了完備的技術領先優
188、勢。公司產品包括丙氨酸系列產品、L-纈氨酸、D-泛酸鈣和-熊果苷等。公司目前丙氨酸系列產品產能達4.75萬噸/年,主要包含發酵法L-丙氨酸、酶法DL-丙氨酸、-丙氨酸,產品廣泛應用于日化、醫藥、養殖等行業,公司深度綁定巴斯夫、牧原股份等行業頭部企業,合作基礎深厚;公司將厭氧發酵丙氨酸技術遷移到纈氨酸發酵,實現了低成本制備纈氨酸,在養殖業飼料豆粕減量趨勢下,纈氨酸的需求將迎來快速發展,公司低成本制備纈氨酸技術將為公司帶來豐厚利潤,目前布局的支鏈氨基酸項目也有望依靠現有客戶渠道迅速占領市場;公司通過廉價原料以酶法制備-丙氨酸,并進一步實現了“一鍋法”制備D-泛酸鈣,該流程體現了高效率、高轉化率、環
189、境友好的巨大優勢,并顯著降低了D-泛酸鈣的生產成本。公司目前積極布局丁二酸、1,3-丙二醇、蘋果酸等新品,憑借深厚技術積累為公司持續發展注入動能。凱賽生物凱賽生物(688065688065):公司主營業務為新型生物基材料的研發:公司主營業務為新型生物基材料的研發、生產及銷售生產及銷售,產品包括生物法長鏈二元酸系列產品產品包括生物法長鏈二元酸系列產品、生物基戊二胺生物基戊二胺、生物基聚酰胺生物基聚酰胺。公司是全球生物法長鏈二元酸的主導者,是全球唯一可以量產DC10-18的企業,目前公司擁有長鏈二元酸7.5萬噸產能,主要產品為DC12及DC13,山西園區的四萬噸癸二酸項目已經于2022年三季度建成
190、投產,該項目較傳統蓖麻油水解裂解制備癸二酸成本優勢明顯,是全球第一個生物法癸二酸產業化項目,成為公司新的盈利增長點。公司具備系生物基戊二胺產能5萬噸、系列生物基聚酰胺產能10萬噸,在尼龍66原料被卡脖子的當下,生物基尼龍56及系列產品可以廣泛應用于汽車、高鐵、風電等領域,實現輕量化、低排放的目標,市場空間廣闊。公司在山西規劃年產50萬噸生物基戊二胺、90萬噸聚酰胺產能,近期公司通過定增引入招商局集團,并擬與招商局簽訂采購生物基尼龍合同,隨著生物基尼龍的放量及下游應用場景的開拓,公司業績有望迎來快速發展。嘉必優嘉必優(688089688089):公司是國內營養化學品領先企業:公司是國內營養化學品
191、領先企業,擁有擁有105105噸噸DHADHA、420420噸噸ARAARA和和1010噸燕窩酸產能噸燕窩酸產能,產品光泛應用于嬰幼兒配方奶粉產品光泛應用于嬰幼兒配方奶粉、保健品保健品、動物營養等領域動物營養等領域。公司與國際食品巨頭嘉吉淵源深厚,借助嘉吉的渠道公司主要客戶覆蓋雀巢、達能、嘉吉、貝因美、伊利、飛鶴等國內外知名企業,客戶壁壘深厚。帝斯曼ARA專利將于2023年年底前全部到期,公司將享受海外市場的增量空間。國內奶粉新國標對ARA和DHA添加標準較原國標有顯著提升,奶粉具體添加量有望超標準添加值,國內市場空間顯著提升。隨著募投產能的釋放公司DHA產能有望迅速提高到555噸,ARA產能
192、增加至570噸,公司龍頭地位更加穩固。公司還積極拓展燕窩酸、胡蘿卜素、母乳低聚糖等產品,加速打造公司第二成長曲線。表:相關上市表:相關上市公司盈利預測及估值盈利預測及估值資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理 備注:華恒生物、凱賽生物、嘉必優盈利預測均來自于Wind一致性預測股票代碼股票名稱主營產品股價(2023.8.11)EPSEPSPEPEPEG(2023E)PEG(2023E)總市值總市值2022A2022A2023E2023E2024E2024E2022A2022A2023E2023E2024E2024E(億元)(億元)688639.SH華恒生物菊酯類殺蟲劑、除草劑、殺菌劑農藥及制
193、劑等85.662.952.814.0552.630.421.10.80 134.64688065.SH凱賽生物生物基聚酰胺、DC12(月桂二酸)、DC13(巴西酸)等生物法長鏈二元酸系列產品和生物基戊二胺等61.300.951.061.4864.657.941.45.0357.61688089.SH嘉必優多不飽和脂肪酸ARA、藻油DHA及SA、發酵來源-胡蘿卜素等20.530.540.871.1584.523.717.80.234.55請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容風險提示風險提示風險提示:風險提示:原材料價格大幅波動風險;產品需求不及預期的風險;生產成本降低不及預期的風險;產品
194、品類擴張不及預期的風險;在建項目進度不及預期的風險等。返回目錄請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容免責聲明免責聲明分析師承諾分析師承諾作者保證報告所采用的數據均來自合規渠道;分析邏輯基于作者的職業理解,通過合理判斷并得出結論,力求獨立、客觀、公正,結論不受任何第三方的授意或影響;作者在過去、現在或未來未就其研究報告所提供的具體建議或所表述的意見直接或間接收取任何報酬,特此聲明。重要聲明重要聲明本報告由國信證券股份有限公司(已具備中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格)制作;報告版權歸國信證券股份有限公司(以下簡稱“我公司”)所有。,本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。未經書面許可,
195、任何機構和個人不得以任何形式使用、復制或傳播。任何有關本報告的摘要或節選都不代表本報告正式完整的觀點,一切須以我公司向客戶發布的本報告完整版本為準。本報告基于已公開的資料或信息撰寫,但我公司不保證該資料及信息的完整性、準確性。本報告所載的信息、資料、建議及推測僅反映我公司于本報告公開發布當日的判斷,在不同時期,我公司可能撰寫并發布與本報告所載資料、建議及推測不一致的報告。我公司不保證本報告所含信息及資料處于最新狀態;我公司可能隨時補充、更新和修訂有關信息及資料,投資者應當自行關注相關更新和修訂內容。我公司或關聯機構可能會持有本報告中所提到的公司所發行的證券并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取
196、提供投資銀行、財務顧問或金融產品等相關服務。本公司的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中意見或建議不一致的投資決策。本報告僅供參考之用,不構成出售或購買證券或其他投資標的要約或邀請。在任何情況下,本報告中的信息和意見均不構成對任何個人的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。投資者應結合自己的投資目標和財務狀況自行判斷是否采用本報告所載內容和信息并自行承擔風險,我公司及雇員對投資者使用本報告及其內容而造成的一切后果不承擔任何法律責任。證券投資咨詢業務的說明證券投資咨詢業務的說明本公司具備中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。
197、證券投資咨詢,是指從事證券投資咨詢業務的機構及其投資咨詢人員以下列形式為證券投資人或者客戶提供證券投資分析、預測或者建議等直接或者間接有償咨詢服務的活動:接受投資人或者客戶委托,提供證券投資咨詢服務;舉辦有關證券投資咨詢的講座、報告會、分析會等;在報刊上發表證券投資咨詢的文章、評論、報告,以及通過電臺、電視臺等公眾傳播媒體提供證券投資咨詢服務;通過電話、傳真、電腦網絡等電信設備系統,提供證券投資咨詢服務;中國證監會認定的其他形式。發布證券研究報告是證券投資咨詢業務的一種基本形式,指證券公司、證券投資咨詢機構對證券及證券相關產品的價值、市場走勢或者相關影響因素進行分析,形成證券估值、投資評級等投
198、資分析意見,制作證券研究報告,并向客戶發布的行為。國信證券投資評級國信證券投資評級類別類別級別級別定義定義股票投資評級股票投資評級買入預計6個月內,股價表現優于市場指數20%以上增持預計6個月內,股價表現優于市場指數10%-20%之間中性預計6個月內,股價表現介于市場指數10%之間賣出預計6個月內,股價表現弱于市場指數10%以上行業投資評級行業投資評級超配預計6個月內,行業指數表現優于市場指數10%以上中性預計6個月內,行業指數表現介于市場指數10%之間低配預計6個月內,行業指數表現弱于市場指數10%以上請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容國信證券經濟研究所國信證券經濟研究所深圳深圳深圳市羅湖區紅嶺中路1012號國信證券大廈18層郵編:518001總機:0755-82130833上海上海上海浦東民生路1199弄證大五道口廣場1號樓12樓郵編:200135北京北京北京西城區金融大街興盛街6號國信證券9層郵編:100032