【公司研究】凱賽生物-深度報告：合成生物產業化龍頭前景廣闊-20200904（37頁）.pdf

1、 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 2020 年年 09 月月 04 日日 公司研究公司研究 評級：評級：買入買入（首次覆蓋首次覆蓋） 研究所 證券分析師： 盧昊 S0350520050003 021-60338172 證券分析師： 代鵬舉 S0350512040001 021-61981318 聯系人 ： 袁帥 S0350120060022 021-60338116 合成生物產業化龍頭合成生物產業化龍頭，前景廣闊，前景廣闊 凱賽生物凱賽生物（688065）深度報告）深度報告 最近一年走勢 相對滬深 300 表現 表現 1M 3M 12M 凱賽生物 -27.5 -27.5 -27.5

2、 滬深 300 0.9 21.0 24.0 市場數據 2020-09-03 當前價格（元） 113.83 52 周價格區間（元） 107.46-198 總市值（百萬） 47430.91 流通市值（百萬） 4305.10 總股本（萬股） 41668.20 流通股（萬股） 3782.05 日均成交額（百萬） 684.07 近一月換手（%） 222.38 相關報告 投資要點：投資要點： 國內國內首家合成生物學產業化企業首家合成生物學產業化企業。 公司是國內首家實現合成生物學產 業化的企業，目前擁有 7.5 萬噸生物法長鏈二元酸產能。合成生物學 是通過基因工程等手段對微生物進行基因編輯以設計出特定代謝

3、途 徑生產化學品的一門學科， 擁有極高的技術壁壘。 生產過程分為上游、 中游、下游三階段，上游包含發酵菌種的篩選、保藏和育種。中游涵 蓋生產原料的預處理、菌種的擴大培養、空氣的無菌化處理、發酵方 法的選擇和發酵過程的控制等。 下游涉及發酵產品的分離提純。 整個 過程涉及生物學、細胞工程、生物化工、高分子材料與工程等多個領 域，專業性極高。而合成生物學的產業化則擁有更高壁壘，除工業酶 外，國外如杜邦、帝斯曼等巨頭也僅實現了 1,3-丙二醇、法尼烯、丁 二酸等少量產品的產業化。公司的生物法長鏈二元酸在全球一家獨 大， 成功逼退化學合成法長鏈二元酸生產商英威達。 在生物法長鏈二 元酸領域成功實現產業

4、化的經驗為公司將生物法戊二胺和生物基尼 龍產業化打下堅實基礎。 創始人劉修才博士 2011 年入選 “世界上 100 名對生物能源最有影響的人物” ，為我國生物法發酵生產維生素 C 的 奠基人，是公司研發實力的保障。 生物化工生物化工未來前景廣闊未來前景廣闊。和傳統的石油化工、煤化工相比，生物化工 擁有原材料可再生、 安全性高和環境友好等優勢。 以基因工程為代表 的菌株定向改造技術使人們可以控制微生物代謝的產物， 提高產品收 率， 降低分離成本。 生物化工在越來越多的化學品生產過程中展現出 成本優勢。我們對生物化工前景的判斷基于以下兩點：1.生物領域的 研發投入巨大， 未來技術進步趨勢明顯，

5、有望使成本繼續下降。 2. 政 策推動需求放量。 國內生物法尼龍 56 的出現打通尼龍生產的新路徑， 繞開己二腈制約， 是我國尼龍行業發展擺脫進口依賴的有效途徑， 屬 于國家政策支持發展的產業。全球各地“禁塑令”驅動生物基可降解 塑料對傳統石化基不可降解塑料的替代，根據我們的測算，若 2025 年生物基可降解塑料的滲透率達到 10%，對應的市場規模為 8000 億元。 募投項目打開公司成長空間募投項目打開公司成長空間。公司在建和募投項目眾多，包含 4 萬噸 生物法癸二酸、3 萬噸長鏈二元酸、2 萬噸長鏈聚酰胺、5 萬噸戊二 胺和 10 萬噸生物基通用聚酰胺等項目。公司圍繞生物基尼龍產業鏈 發展

6、， 生物基尼龍生產需要二元酸和二元胺， 在已有的長鏈二元酸產 合規聲明 國海證券股份有限公司持有該股票未超過 該公司已發行股份的 1%。 -0.4000 -0.3000 -0.2000 -0.1000 0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 20/08 凱賽生物 滬深300 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 2 能的基礎上，新建生物法戊二胺將完善在生物基尼龍產業鏈中的布 局。 募投的長鏈生物基聚酰胺和通用生物基聚酰胺屬于向產業鏈下游 延伸。 生物基尼龍有望對傳統石油基尼龍進行替代， 全球每年尼龍需 求超過 700 萬噸，市場規模超過 2000 億元。新建產品主要應用在

7、紡 織、高級香料、高檔潤滑油、高檔防銹劑、合成纖維等領域，同時有 望拓展醫藥中間體等新應用領域， 需求旺盛。 募投項目將豐富公司產 品種類，打開成長空間。 盈利預測和投資評級盈利預測和投資評級。公司是 A 股稀缺的生物化工產業化標的，產品 擁有極高的技術壁壘， 生物基材料對石油基材料的替代空間巨大。 預 計公司 2020-2022 年 EPS 分別為 1.02、1.57 和 2.44 元/股，對應 PE 分別為 111.7、72.5 和 46.7 倍，首次覆蓋，給予“買入”評級首次覆蓋，給予“買入”評級。 風險提示風險提示。項目推進不及預期；原材料價格大幅波動；下游市場開拓 不及預期；技術泄密

8、風險；人才流失風險；新型生物基材料對化學合 成材料替代進程的不確定性。 預測指標預測指標 2019 2020E 2021E 2022E 主營收入（百萬元） 1916 1922 2717 4510 增長率(%) 9.1% 0.3% 41.4% 66.0% 歸母凈利潤（百萬元） 479 493 760 1179 增長率(%) 3% 3% 54% 55% 攤薄每股收益（元） 1.28 1.02 1.57 2.44 ROE(%) 10.32% 4.63% 6.68% 9.46% 資料來源：Wind 資訊、國海證券研究所 pOoNrMsPpNqRrNnQuMvMtQaQcMbRmOoOnPpPkPnNy

9、RiNrRqPbRmMvMMYmQxPvPoMtP 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 3 內容目錄內容目錄 1、 國內首家合成生物學產業化企業 . 6 1.1、 生物化工龍頭企業 . 6 1.2、 核心技術團隊實力雄厚 . 9 1.3、 業績穩定增長，募投項目打開成長空間 . 10 2、 生物化工對化學合成初步替代. 13 2.1、 生物合成應用領域廣泛 . 13 2.2、 生物化工安全環保，部分產品已具備成本優勢 . 15 2.3、 技術進步提升生物化工競爭力 . 17 3、 生物化工未來前景廣闊 . 21 3.1、 坐擁巨大市場空間 . 21 3.2、 政策推動生物基化學品需求

10、. 26 4、 新項目豐富產品儲備，下游應用領域眾多 . 28 4.1、 圍繞生物基尼龍產業鏈布局新產品 . 28 4.2、 下游應用領域廣，化纖市場空間大 . 30 5、 盈利預測與評級 . 33 6、 風險提示 . 34 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 4 圖表目錄圖表目錄 圖 1：公司研發中心與生產基地 . 6 圖 2：公司股權結構圖 . 8 圖 3：公司歷年營業收入 . 10 圖 4：公司歷年歸母凈利潤 . 10 圖 5：公司歷年產能產量開工率情況 . 11 圖 6：各生產基地產能利用率情況 . 11 圖 7：公司主營產品毛利率 . 11 圖 8：成本構成部分占總營收的比例

11、 . 11 圖 9：公司歷年研發投入 . 12 圖 10：公司歷年三項費率 . 12 圖 11：發酵工藝流程圖 . 13 圖 12：從生物質到生物基產品 . 15 圖 13：已實現生物法生產的化學品 . 16 圖 14：工業菌育種流程. 17 圖 15：工業發酵項目建設流程 . 17 圖 16：光滑球擬酵母中丙酮酸的代謝途徑 . 18 圖 17：生物反應器示意圖 . 20 圖 18：發酵液分離純化過程 . 21 圖 19：常見生物基平臺化學品 . 22 圖 20：全球塑料產量 . 22 圖 21：全球生物基塑料產能 . 22 圖 22：全球生物可降解塑料的需求 . 23 圖 23：全球生物降解

12、塑料需求區域分布情況 . 23 圖 24：全球生物基塑料的應用領域 . 23 圖 25：各生物基塑料占比 . 23 圖 26：生物基尼龍用戊二胺替代己二胺 . 25 圖 27：全球尼龍歷年產量 . 25 圖 28：全球己二腈產能分布 . 25 圖 29：公司規劃的聚酰胺產品系列 . 28 圖 30：大腸桿菌和谷氨酸棒狀桿菌中戊二胺的代謝途徑 . 29 圖 31：公司生物基尼龍產品泰綸 . 30 圖 32：化學纖維分類 . 31 圖 33：國內化學纖維市場規模 . 31 圖 34：2019 錦綸在化學纖維中的占比 . 31 圖 35：國內錦綸歷年產量 . 31 圖 36：國內滌綸長絲歷年產量 .

13、 31 表 1：公司主要產品及儲備產品情況 . 6 表 2：公司代表性技術 . 7 表 3：核心技術人員簡介 . 9 表 4：募投建設項目情況 . 12 表 5：生物化工的應用領域 . 13 表 6：工程菌改造及應用實例 . 19 表 7：2019 年歐洲生物基化學品市場規模及市場空間 . 24 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 5 表 8：未來 5 年生物基塑料市場規模測算 . 24 表 9：未來 5 年生物基尼龍市場規模測算 . 26 表 10：國家鼓勵生物能源與生物基化學品及材料的發展 . 26 表 11：全球主要國家和地區推出禁塑令 . 27 表 12：主要長鏈尼龍生產企業

14、. 28 表 13：PA56、PA6、PA66 和滌綸性能對比 . 32 表 14：未來 5 年國內生物基尼龍纖維市場規模測算 . 32 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 6 1、 國內國內首家首家合成生物合成生物學學產業化產業化企業企業 1.1、 生物生物化工化工龍頭企業龍頭企業 凱賽生物（688065.SH）成立于 2000 年 11 月 24 日，是一家以合成生物學等學 科為基礎，利用生物制造技術，從事新型生物基材料的研發、生產和銷售的高新 技術企業。創始人劉修才博士 1994 年回國創業，最初從事生物制藥行業，后在 國家發改委組織的會議上， 聽取了關于中國未來生物化工產業發展

15、前景的報告后， 調整了企業的發展方向， 將目光鎖定到面向未來的生物化工產業鏈上。 目前公司 已實現 DC12（月桂二酸） 、DC13（巴西酸）等生物法長鏈二元酸和生物基戊二 胺產品的商業化生產，是利用生物制造規?；a新型材料的龍頭企業。 表表 1：公司主要產品及儲備產品情況公司主要產品及儲備產品情況 產品名稱產品名稱 產能（萬噸）產能（萬噸） 進展進展 用途用途 生物法長鏈二元酸 系列產品 7.5 已建 主要用于高性能長鏈聚酰胺、香料、熱熔膠、潤滑油、耐 寒增塑劑、粉末涂料 生物基戊二胺 5 在建 可作為 PA56、PA5X 及其他化工生產合成過程的原料 生物基聚酰胺 10 在建 以 PA5

16、6 為代表的生物基聚酰胺系列產品經國內外用戶試 用和認可，預計可廣泛用于紡織、工程材料等領域 生物基癸二酸 4 規劃 主要用于生產 PA610 長鏈聚酰胺 2 規劃 在汽車零件、深海石油管道、粉末涂料等領域有較好的應 用前景 資料來源：凱賽生物招股說明書、國海證券研究所 公司在國內設有 1 家研發中心和 2 個生產基地。研發中心位于上海張江高科技 園區，產業化平臺涵蓋了分子生物學、發酵過程工程、高分子材料等專業領域的 研究。兩個生產基地分別位于山東濟寧和新疆烏蘇，其中山東生產基地擁有 4.5 萬噸長鏈二元酸產能，于 2003 年實現產業化，該項目也是世界上生物法產品取 代石油化工法產品的商業成

17、功案例之一。 烏蘇生產基地擁有 3 萬噸長鏈二元酸產 能。2014 年，公司完成了生物基戊二胺及生物基聚酰胺的產業化試運行，這是 繼傳統化學法 PA66 和 PA6 發明多年后，推出的新型生物基新材料，有望在紡 織和工程塑料領域對 PA66 和 PA6 形成替代。 圖圖 1：公司公司研發中心與生產基地研發中心與生產基地 資料來源：公司官網、國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 7 公司在合成生物學、細胞工程、生物化工、高分子材料與工程等領域積累了大量 研發成果。截至 2020 年 3 月 31 日，公司已獲得 120 項境內授權專利、19 項境 外授權專利。專利涉及菌株篩

18、選、發酵控制、純化分離、聚合反應等各個環節。 表表 2：公司公司代表性代表性技術技術 技術名稱技術名稱 主要創新點主要創新點 技術技術 來源來源 對應對應 工藝工藝 關鍵指標關鍵指標 利用合成 生物學手 段，開發微 生物代謝 途徑和構 建高效工 程菌 現代基因工程編輯 手段（如 CRISPR/Cas9 等）用 于工業微生物代謝 途徑改造 自主 研發 基因 工程 1.公司目前合成生物學和菌種高通量篩選平臺的菌 種篩選能力已達數十萬株/年量級，篩選效率相較傳 統方法提高明顯 2.公司篩選出并不斷改進生物法長鏈二元酸系列產 品的菌種，提高發酵轉化率、產酸水平和節能減耗水 平。如針對 C10 烷烴對菌

19、種抑制問題，開發了具備商 業化競爭力的 DC10 菌種（發行人發酵罐容積數倍于 公開水平的基礎上，產酸和轉化率遠超公開水平）； 針對超長鏈二元酸（DC16 以上）代謝過程產生雜酸影 響聚合質量問題，公司利用高通量篩選模型，專門開 發了低雜酸含量的菌株，滿足了客戶用于制造具備接 近 PA11 或 PA12 的特種長鏈聚酰胺的單體需要 3.針對“一步法”直接從糖轉化為戊二胺存在的戊二 胺細胞抑制問題，公司利用核心技術開發出的菌株， 提高了細胞對戊二胺的耐受性，并通過改造關鍵酶的 蛋白結構，使其在高 pH 具有穩定性，在戊二胺發酵 和提取過程中減少無機酸/無機堿的用量，不但降低 成本，也減少了因此而

20、產生的無機鹽對污水處理的負 擔 微生物代 謝調控和 微生物高 效轉化技 術 利用在線傳感器技 術采集生物代謝過 程各種生理參數，進 行大數據分析，實施 智能化控制過程 自主 研發 生物 工程 1.長鏈二元酸發酵過程是一個“氣液固油”四相共存 的復雜體系，菌體在這個體系中的生長和代謝隨著發 酵反應過程會發生相應的變化，反應器的放大設計和 控制成為產業化重點挑戰之一，公司在結合菌體生理 與生物反應器流場特性的多尺度參數研究的基礎上， 把長鏈二元酸的發酵反應從搖瓶逐步放大到 200m 3、 600m 3、800m3的發酵罐。單個發酵體積的增大直接影 響到生產效率、生產成本和產品質量穩定性。 2.公司

21、結合長鏈二元酸菌種改造和發酵控制技術，成 功地將原來轉化過程中產生的微量雜酸等難以純化 的雜質控制在較低水平，以便通過純化降低到 ppm 級 別的水平 3.公司改造了賴氨酸脫羧酶，使其在高 pH 環境下具 有穩定性，賴氨酸脫羧酶在 pH8.0 時的活性相對中 性 pH 的維持率超過 95%，公開市場報道為 50%-60%， 從而簡化戊二胺生產工藝并降低了無機酸、堿消耗 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 8 生物轉化/ 發酵體系 的分離純 化技術 針對性地高效實現 生物制造去雜質過 程 自主 研發 生物 化工 1.公司的長鏈二元酸分離純化技術可高效、低成本地 將產品中的關鍵雜質控制在極低水平（ppm 級） 2.公司開發的膜過濾技術，起到一步實現“破乳、去 菌體、去殘留烷烴”的作用，從本質上解決了生物法 長鏈二元酸從發酵液提取的成本和質量兩個瓶頸，成 為生物法長鏈二元酸產業化技術突破的里程碑 3.公司開發的溶劑結晶工藝，