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2024年华恒生物研究报告:持续成长的合成生物学产业领军企业

2024-06-17 18:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

1. 公司是我国生物经济领军企业

公司是一家以合成生物技术为核心,专业从事生物基产品的研发、生产、销售的 国家火炬重点高新技术企业。经过多年的创新发展,公司已经成为大型通过生物制造 方式规模化生产小品种氨基酸产品的企业之一。

1.1 公司发展历程

公司于 2005 年 4 月在安徽合肥成立,创立之初,其核心产品为以酶法工艺生产 L-丙氨酸、DL-丙氨酸,拥有行业领先光学纯 L-丙氨酸技术。 2011 年,公司实现了厌氧发酵法生产 L-丙氨酸关键核心技术的突破,同时拥有 了发酵法和酶法生产丙氨酸产品的关键技术,并持续进行菌种优化和工艺改良,使得 L-丙氨酸产品成本降低约 50%,奠定了公司在丙氨酸行业中的领先地位。 2016 年,公司成功突破了以 L-天冬氨酸为原料酶法脱羧生产β-丙氨酸技术, 初步实现了以生物制造技术替代传统化工制造方法的β-丙氨酸产业化生产。 2017 年,公司实现了以蔗糖和对苯二酚为原料酶法生产α-熊果苷的技术产业化, 实现了向化妆品领域的拓展延伸。

2018 年,公司创造性地实现了以廉价易得的丙烯酸为原料,酶法生产β-丙氨酸 的技术突破,进一步替代了 L-天冬氨酸酶法脱羧技术,实现了β-丙氨酸生物制造技 术工艺的升级和迭代,产能利用率提升 60%-70%。 2019 年,经过两年多的技术研发,公司取得了 D-泛酸钙生产技术的突破,并以 自产的β-丙氨酸为原料,成功实现 D-泛酸钙的产业化。 2021 年,公司登陆上交所科创版上市。 2022 年,随着募集资金投资项目的实施和达产,公司推动 L-缬氨酸厌氧发酵法 技术的产业化,并进一步孵化 PDO、丁二酸、苹果酸、蛋氨酸等产品,持续丰富产品 类型,优化产品结构。 截至目前,公司已实现丙氨酸系列(L-丙氨酸、DL- 丙氨酸、β-丙氨酸)、缬氨 酸、D-泛酸钙和熊果苷等产品的产业化生产,可应用于中间体、动物营养、日化护理、 植物营养和功能食品营养等众多领域。

1.2 股权结构清晰、核心利益绑定

公司实控人为现任董事长兼总经理郭恒华,其直接持有公司 19.84%的股份,通 过三和投资(持股 66.51%)和恒润华业(持股 99%),间接持有公司 6.63%、3.15%的 股权;其兄郭恒平直接持有公司 2.21%的股份,为实控人一致行动人;公司董事、首 席科学家张学礼直接持有公司 3.3%的股份;公司副总经理张东竹直接持有 1.56%的 股份。截至 2024 年 1 月,易方达基金、交银基金、博时基金重仓持有公司股份。

公司直接控股 15 家子公司,8 家为全资子公司,其中作为项目建设主体的子公 司有秦皇岛华恒、合肥华恒、巴彦淖尔华恒以及赤峰华恒。秦皇岛华恒在建项目有“5 万吨生物基苹果酸项目”;合肥华恒生物工程有限公司作为实施主体的项目为“年产 3000 吨β-丙氨酸产业化、100 吨α-熊果苷产业化示范及华恒生物研究院建设项目”, 目前已投产;巴彦淖尔华恒负责建设“年产 16,000 吨三支链氨基酸项目”;赤峰华恒 则在内蒙实施“5 万吨生物基丁二酸项目”。

1.3 合肥、内蒙、秦皇岛多基地齐发展

公司主要生产丙氨酸、缬氨酸、D-泛酸钙和α-熊果苷等产品,其中丙氨酸包括 有 L-丙氨酸、DL-丙氨酸与β-丙氨酸。2011 年,公司首次成功实现技术突破,完成 微生物厌氧发酵规模化生产 L-丙氨酸,随后不断推进技术研发,优化生产工艺,目 前在全国拥有四座基地,分别位于秦皇岛、合肥与巴彦淖尔,其中位于内蒙赤峰的基 地仍在建设中。

秦皇岛基地为丙氨酸全系列产品超级工厂,通过在 2022 年投产“发酵法丙氨酸 5000 吨/年技改扩产”募投项目,已实现每年 3 万吨的 L-丙氨酸产能。在建产能有 5000 吨/年β-丙氨酸与 5 万吨/年的生物基苹果酸。 合肥长丰为酶工程基地,主要生产酶工程制品,基地现有 2000 吨/年 L-丙氨酸、 2500 吨/年 DL-丙氨酸、1000 吨/年β丙氨酸,并有 7000 吨/年的β-丙氨酸衍生物产 能正在建设。公司分别在 2017 年与 2019 年取得技术突破实现α-熊果苷与 D-泛酸 钙的酶法生产,目前在合肥基地已分别实现 100 吨/年与 300 吨/年的产能。 巴彦淖尔基地,22 年公司巴彦淖尔基地的 IPO 项目“交替生产 2.5 万吨丙氨酸、 缬氨酸项目”已按计划建成达产,L-丙氨酸和 L-缬氨酸的生产工艺基本相同,只是菌种差异,交替生产即在相同生产线上,半年生产 L-丙氨酸,另外半年转产 L-缬氨酸。 巴彦淖尔基地另有三支链氨基酸超级工厂在建,主要建设“年产 1.6 万吨三支链氨基 酸”项目,进一步优化产品结构。 内蒙赤峰基地定位为新材料基地,由子公司赤峰华恒与赤峰智合分别建设 5 万 吨/年的生物基丁二酸与 5 万吨/年的 1,3-丙二醇,其中赤峰智合目前公司仅通过天津 智合间接持有 25%的权益。

1.4 业绩规模快速增长

公司业绩整体持续上行。近年来,公司丙氨酸系列产品市场份额不断扩大,缬氨 酸、D-泛酸钙和熊果苷等新产品逐步发力,业绩稳步上升。L-丙氨酸和 L-缬氨酸贡 献了主要营收,2022 年二者收入占主营业务收入的比例达 86.4%。从 2012 年至 2022 年,公司十年间营业收入从 8,700 万元增长至 14.2 亿元,年均复合增速为 32.3%。 与此同时,公司的归母净利润亦呈增长态势,从 2012 年亏损 380 万元扭亏并增长至 2022 年盈利 3.19 亿元。

公司利润率盈利能力回升,期间费用率趋稳。2019 年,公司销售净利率突破 20%, 2021 年由于原料淀粉与葡萄糖价格上涨导致公司净利率有所下滑,2022 年恢复至 22.5%。2013 年公司实现 ROE 由负转正,达到近十年最高值 63.6%,随后 ROE 持 续下降,系公司投入研发生产新产品未能立即实现效益所致。2021 年公司受 IPO 募 资财务摊薄及净利率下滑影响下降,2022 年后回升至 22%以上水平。近三年公司期 间费用率波动降低,稳定在 15%左右。公司 2022 年销售/研发/管理/财务费用率分别 为 2.1%/5.5%/8.0%/-0.5%。

分产品来看,L-丙氨酸的毛利率较为稳定,呈缓慢上升趋势;2017 年,DL-丙氨 酸由于销量与价格均下降,毛利率出现严重下降,后逐步回升。2018 年以前,β-丙 氨酸产能利用率低于 20%导致出现亏损情况,后公司实现以丙烯酸为原料酶法生产 β-丙氨酸,使其毛利率大幅提升;α-熊果苷、D-泛酸钙虽产能不高,但都有相对较 高的毛利率。2021 年以后缬氨酸产品业绩贡献凸显,但不再分产品披露毛利率。

2. 合成生物学掀起制造业技术革命

20 世纪 50 年代聚合物技术引发制造业革命以来,合成纤维、塑料等众多石油化 工制品相继实现了商业化,80 年代后聚合物产品商业化速率已明显放缓;而自 20 世 纪 50 年代 DNA 双螺旋结构发现以来,生物技术持续发展、突破并不断成熟,合成生 物学作为最新一代生物制造技术,正在推动新一轮的制造业革命。

公司重视研发创新且颇具前瞻性,联合天津工业大学研究所与张学礼教授,打造 合成生物学技术和产业化平台。张学礼教授在合成生物学领域造诣颇深,在菌种构建 和工程化方面均有较为丰富的经验,助力公司在合成生物学领域取得较强竞争力。 公司现已打通合成生物学全技术链条,系统掌握了大肠杆菌、酿酒酵母等多种工 程菌的构建方法和产业化技术,具有了较为显著的产业领先优势,公司凭此优势在丙 氨酸系列产品取得了较好的商业化成果,并有望在丁二酸、丙二醇、苹果酸、玫瑰精 油等多种新品上加速实现产业化、商业化。

2.1 合成生物学产业技术快速发展

合成生物学(Synbio)是一门新兴的交叉学科,通过工程生物学、系统生物学和 生物信息学等学科的融合,以实现生物系统的设计和改造为目的。自 20 世纪 50 年 代 DNA 双螺旋结构发现以来,生物技术持续发展、突破并不断成熟,合成生物学作为 最新一代生物制造技术,正在推动新一轮的制造业革命。 合成生物学在传统基因工程、代谢工程、蛋白质工程等学科的研究方法基础上, 借鉴了化学、工程学、系统生物学等多学科研究思路,颠覆描述、定性、发现的研究 思路,转变为可定量、可计算、可预测及工程化的模式。 并且,合成生物学打破了传统“自上而下”方法限制,侧重“自下而上”的理念, 对复杂的生命系统解构,从标准生物元件开始组合、重建,构建新功能生命以造物。

经过 20、21 世纪几十年的理论知识和技术积累,近年来合成生物学技术快速发 展,并逐渐掀起了新一轮的制造业革命。 “设计-构建-测试-学习(DBLT)”以及工程化形成了合成生物学体系,设计阶段 重点在于基因测序并根据基因测序和现有模型数据进行遗传代谢途径设计;构建阶 段主要是用 CRISPR 等技术对细菌或真菌的 DNA 进行定制;测试阶段采用高通量技术“酿造”特定细胞并进行测试筛选;学习阶段则通过机器学习(ML)或人工智能(AI) 来进行数据收集完善数据模型,并进入下一轮数据迭代。 合适的工程菌将被用于工程放大,用以规模生产目标产物;工艺的放大对企业生 物发酵工艺的积累存在一定的考验。 随着 CRISPR-Cas9 等剪切技术的不断迭代,高通量技术、高通量筛选等技术的不 断突破,以及 AI/ML 等学习技术的不断应用,合成生物学的成本快速降低,与此同 时,生物制造的潜力迅速打开。

技术进步令合成生物学成本快速下降,“骑士定律”带来生物制造革命的信号。 在人类基因组计划中测序和组装的成本估计在 5-10 亿美元,随着过去的 20 年 DNA 测序和合成技术进步,如今同等工作的成本不到 1000 美元。合成生物学和计算 机产业在成本、可编程性(本质是 AGCT 碱基对的排序)和可扩展方面日益相似。 合成生物学的成本的快速下降与半导体行业的摩尔定律相似,Ginkgo Bioworks 将之称为“骑士定律”或“Knight’s law”,是生物制造革命即将到来的信号。

Bio-AI 带来了合成生物学底层决策方式的革新,进一步加速了合成生物学行业 的发展。Bio-AI 是 AI 与合成生物学的融合,利用机器人、机器学习大规模改造生物 系统,降低成本、加速研发,其将传统费时费力、周期长、依赖实验人员操作水平的 生物合成过程,转化为智能全自动一体化生物合成流程,并且在工程放大等领域亦有 望发挥重要作用,大幅度提高合成生物学的效率。 生物制造业潜力很大,用途非常广泛,有望对诸多行业造成颠覆性革新。根据上 海市生物工程学会数据,站在 22 年末的时间节点,未来 5 年内合成生物学有望在生 物制药、肉类和水产养殖、化妆品、非处方药等领域取得较大突破;5-10 年内化学 品、纺织品、非肉类食品、农业等领域将受到合成生物学的较大冲击;在更远期的未 来,合成生物学有望在矿业、燃料、发电、建材、机械等领域实现颠覆性革新。

2.2 公司持续推进优质研发成果商业化

目前,公司拥有以张学礼博士为首席科学家的核心技术团队,并与中科院天工所、 中科院上海生命科学研究院、中科院微生物研究所等科研机构建立了长期的合作关 系。 张学礼为 2000 年上海交大学士、05 年上海交大博士,主修生物化学与分子生物 学,05 至 09 年在美国弗罗里达大学微生物和细胞科学系先后任博士后、助理教授, 10 年回国后任中国科学院天工所研究员、系统微生物工程重点实验室主任。 张学礼博士现主要研究方向为应用微生物代谢工程及合成生物学技术构建高效 微生物细胞工厂,生产大宗化学品和植物天然产物。其发表 SCI 论文 60 余篇,被引 2000 余次,获授权中国专利 21 项和国外专利 7 项。 成果转化方面,其成功构建了生产 L-丙氨酸、丁二酸、D-乳酸、β-揽香烯等化 学品的高效微生物细胞工厂,3 个化学品已完成产业化,其中 L-丙氨酸技术在国际 首次实现发酵法产业化,丁二酸和 D-乳酸技术在国内首次实现发酵法产业化,新增 产值 20 亿元。

在保证完成本职岗位工作任务的前提下,张学礼博士履行公司首席科学家的工 作职责,保证本职与兼职工作的平衡关系。 在优秀的核心技术团队支持下,公司不断进行工程菌种开发和工艺优化。目前, 公司已经拥有较为完善的合成生物学技术平台,开发了一系列高效的合成生物学工 具和技术,包括基因编辑、代谢工程和高通量筛选等技术,使得基因组工程变得更加 精准和高效,部分关键技术水平已处于国际领先地位;并且,公司建成了工业菌种创 制、发酵过程智能控制、高效分离提取和产品应用开发等全产业链的技术领先优势。 此外,公司还与中科院天工所、中科院微生物研究所、北京化工大学、浙江工业大学等科研机构建立了长期的合作关系,持续进行优质研发成果的商业化。目前,公 司在丙氨酸商业化领域已至世界引领地位,熊果苷、缬氨酸、丙二醇、苹果酸、丁二 酸等产品也有望接续进行产业化和商业化。同时,公司正在将生物制造领域的成功生 产经验应用到其他产品当中,加速更多优质科技成果的产业化落地进程,以提升持续 盈利能力,实现长足稳定发展。

3. 丙氨酸利基业务持续强化

公司凭借全球领先的专利技术,创新性地实现了 L-丙氨酸的厌氧发酵制备,并 顺利实现商业化,快速发展成为全球生物法丙氨酸龙头企业。 随着全球洗碗机渗透率的提升,MGDA 螯合剂需求快速增长,进而拉动原料 L-丙 氨酸需求持续提升。在此背景下,丙氨酸已成为公司的利基市场,持续贡献现金流。 并且公司也开发了β-丙氨酸、DL-丙氨酸和泛酸钙等丙氨酸产品,进一步拓展丙 氨酸应用领域,扩大业务规模。

3.1 MAGA 螯合剂推动丙氨酸需求持续增长

丙氨酸化学名称为 2-氨基丙酸,是一种脂肪族非极性α-氨基酸,是构成蛋白质 的基本单位,是组成人体蛋白的 21 中氨基酸之一。丙氨酸有多种类型,常见的有α -丙氨酸(D-丙氨酸、L-丙氨酸、DL-丙氨酸)和β-丙氨酸,不同类型产品作用有所 不同,但总体来说均被应用在医药及保健品、日化、食品及食品添加剂等领域。

早期丙氨酸采用化学合成法生产,生产原料多为石油产品,其生产过程中对环境 产生严重的污染,且原材料不可再生,随着近年来全球和我国对于工业环保监管趋严, 化学生产法逐渐被淘汰,丙氨酸开始采用酶法或发酵法生产。发酵法生产丙氨酸多以 葡萄糖为原料,借助厌氧菌发酵生产丙氨酸。 具体应用上,丙氨酸可以分为四个方面,首先在食品领域可以作为添加剂替代蔗 糖;其次在日化领域,丙氨酸可以生产绿色螯合剂,用于替代石化合成物;此外,在 饲料领域,丙氨酸同样是重要的添加剂;最后,在医药领域,丙氨酸可以用于生产维 生素 B5、B6 以及索非布韦、氧氟沙星等众多的药物。 由于丙氨酸应用领域较广,所以市场需求处于稳定增长,根据华经产业研究院数 据,2019 年全球丙氨酸市场需求约为 6 万吨,并估计 19-23 年行业仍会保持 11%左 右的增长率,2023 年需求量估计达 8 万吨左右。

1)MAGA 螯合剂是丙氨酸主导需求,空间较大

L-丙氨酸的日化需求比重约 55%,合成新型环保螯合剂 MGDA 是 L-丙氨酸的主导 需求。 MGDA 是洗涤剂中含磷螯合剂的环保替代品,具有螯合能力强、毒理安全、自然 降解、洗涤残留少等优点。含磷螯合剂对江河湖海污染严重,在全球持续推出禁磷、 限磷政策背景下,MGDA 作为环保螯合剂优势突出,现主要作为含磷螯合剂的替代品 添加于自动洗碗机专业洗涤剂中,避免了传统磷酸盐对环境的负面影响和对人体危 害。

目前,美欧等发达国家洗碗机渗透率已达到较高水平,MGDA 螯合剂应用空间较 大。相比之下,中国洗碗机渗透率较低但处于快速发展阶段,据奥维云网(AVC)监 测数据显示,2021 年中国洗碗机渗透率仅 2 台/百户,相较于美欧和日本尚有较大提 升空间。 以洗碗机为代表的改善型厨电进入需求普及阶段,未来发展潜力较大。在近两年 家电市场整体低迷的背景下,洗碗机仍保持增长态势,据奥维云网(AVC)数据,2022 年中国自动洗碗机市场销售额达到 102.5 亿元,同比增长了 2.9%,市场销量约为 190 万台,同比下降了 2.8%。根据 AVC 推总数据,2023 年洗碗机销售量及国内市场规模 将提升至 194 万台、112 亿元,同比分别增长 2.3%和 9.6%。 根据中国生物发酵产业协会数据显示,预计到 2023 年全球 MGDA 的需求量将达 到 39.34 万吨,2016 年至 2023 年复合增长率达到 28%,市场空间广阔。

2)食品、饮料需求随消费升级持续扩大

丙氨酸是组成人体蛋白质的非必需氨基酸之一,参与体内氨基酸的循环、氨基酸 与糖源的转换,具有重要的应用价值,也是构成食物美味的要素。 在食品领域,L-丙氨酸是一种兼具甜味与鲜味的氨基酸,是天然食品添加剂,也 是我国许可使用的九种增味剂之一。与其他增味剂相比,丙氨酸不仅可以增加食品的 鲜味,还可缓和酸辣苦涩等味道,柔和食品口感,提高食物营养价值。在食盐和鸡精 中加入 L-丙氨酸既可以增加呈味性,还能减少人体过多钠离子的摄入,现已广泛应 用于饮料、奶制品、糕点及各种调味料中。 丙氨酸也能用于饮料中,既可以补充氨基酸的含量,也可以利用丙氨酸的碱性来 降低酸度,因为丙氨酸是两性电解质可以调解饮料的口感。L-丙氨酸或 DL-丙氨酸可 以使酒的味道更加醇正浓厚,增加了酒的甜味,并防止发泡酒老化、减少酵母气味等;还可螯合重金属,改善蔬菜饮料的口感等。 安全营养、天然保健和多样化是食品增味剂的发展趋势,丙氨酸作为具有独特风 味的可以强化营养的保健型增味剂在国内外有着广泛的应用。随着人们生活质量的 不断提升,丙氨酸增味剂将会越来越受到市场的欢迎,有着较大的发展潜力。

3)饲料、医药领域亦有较大市场潜力

在饲料添加剂中,L-丙氨酸是畜禽饲料的主要营养补充成分之一,能提高饲料蛋 白质的生物学价值,促进动物生长,预防疾病,还可防止饲料氧化变质,延长饲料保 鲜期,在国外已普遍采用。 此外,L-丙氨酸在医药领域可用于制备组织培养基、生化试剂,同时可作为药物 成分生产依那普利、索非布韦等药品,用于治疗高血压、肝病等疾病,在测定肝功能 方面也有所应用。

3.2 丙氨酸供给相对集中、格局稳定

丙氨酸的消费主要集中于美国、中国、欧洲,中国是丙氨酸最大的消费国和生产 国。根据新思界产业研究中心数据,中国丙氨酸的产能占全球丙氨酸产能的 85%左右。 丙氨酸外资生产企业主要是日本武藏野化学株式会社,以化学合成法生产工艺 生产丙氨酸,主要集中在食品级丙氨酸领域。 国内生产企业主要是华恒生物、丰原生化、烟台恒源等,主要采用酶法或发酵法 生产工艺,其中华恒生物是全球丙氨酸龙头企业,22 年市占率将近一半。由于生产 门槛较高,丙氨酸市场整体集中度高,竞争格局较为稳定。

3.3 生物基丙氨酸是发展方向

1957 年发酵法生产谷氨酸成功前,几乎全部氨基酸产品都是采用蛋白质水解抽 提法制备的;20 世纪 50 年代,随着石油化工业的发展,化学合成法逐步兴起并形成 了大规模产业,但能耗、三废污染等问题是行业痛点。 近年来,随着生物技术的不断发展,以及全球气候变化、环境危机、能源短缺等 问题日益凸显,以化石资源为基础的传统工业制造产业链正在经历一场绿色变革。生 物制造可以有效地解决氨基酸行业面临的环保和能源压力,作为战略性新兴产业,在 合成生物技术的推动下发展迅猛,目前已取得了数量众多的优质产业化成果。 传统化学合成法生产的丙氨酸质量较差,且生产的化工流程温度高、压力大、酸 碱强,环境污染严重,随着工业生物技术的发展,丙氨酸的生产工艺已逐渐转向生物 酶法或发酵法。公司的生物基丙氨酸及其衍生品具有环境友好、绿色可再生优势属性, 顺应产业政策发展方向。

3.4 公司丙氨酸生产工艺优势明显

公司通过自主研发与产学研合作相结合的模式,开发了两种较为成熟的生物制 造方式,即发酵法生产工艺和酶法生产工艺,替代了传统化学合成工艺的重污染生产 方式,实现了利用生物技术生产精细化合物的技术变革。 酶法与发酵法生产氨基酸工艺均源于日本,1956 年日本日本协和发酵公司成功 分离谷氨酸棒状杆菌,并于次年成功利用发酵法生产谷氨酸;1973 年日本千畑一郎 等用固定化菌体成功进行了 L-天冬氨酸的生产,开创了应用酶法生产氨基酸的先例。

酶法和发酵法相较于传统化学合成方式工艺路路线短、环境友好,但有着较高得 技术要求。酶法和发酵法在生产原理和加工路线上也有着根本上的不同。

酶法得核心步骤是生物酶催化,需要微生物发酵产酶,再通过酶催化获得产物, 而生物发酵直接通过微生物代谢获得产物;通常适合简单流程的一步或几步的催化 加工,固定化酶技术的发展提高了酶的利用效率,而多级串联技术让酶工程可以完成 相对复杂的加工过程。但酶需要纯化、固定,需求结构改造以提高稳定性。 发酵法是在细胞内进行复杂的生物催化、转化,不需要酶纯化步骤,但需要避免杂菌、噬菌体污染,生化反应及工艺控制比较复杂,拥有较高的技术门槛。 与酶法相比,L-丙氨酸发酵法的成本大幅降低了约 50%,且原材料为可再生资源, 同时实现发酵过程二氧化碳零放排,更加绿色环保;酶法产品的主要优势在于工业酶 的高手性选择,生产出的产品手性纯度通常较高,可满足医药、食品等行业客户对高 手性纯度的要求。

1)L-丙氨酸

国内丰原生化采用微生物发酵法生产 L-丙氨酸;烟台恒源主要产品为富马酸、 L-天冬氨酸和以此为原料采用酶法生产工艺生产的 L-丙氨酸;武藏野仍以化学合成 法生产 L-丙氨酸。 公司自主研发厌氧发酵技术制备 L-丙氨酸,工艺优势较为显著。与好氧发酵工 艺相比,厌氧发酵具有操作简单、无需通氧、糖酸转化率高易接近理论最大值等优势, 因此可以实现低成本、低耗能、更加环保的生产工艺。无需通氧也大幅简化了生产步 骤,同时降低了污染风险。公司 L-丙氨酸厌氧发酵工艺转化率达 95%,遥遥领先同行 业耗氧发酵及酶法工艺。

并且,公司制得的 L-丙氨酸产品拥有较高的品质,尤其在比旋光度、透光率指 标方面,处于行业内领先水平。比旋光度控制区间越小,产品的稳定性越高;优异的 透光率是公司产品纯度的直观体现;不仅如此,公司还规定了 L-丙氨酸产品中不得 检测出其他氨基酸,产品质量处于行业领先水平。

2)DL-丙氨酸、β-丙氨酸、D-泛酸钙

公司丙氨酸系列产品以 L-丙氨酸产品为主,DL-丙氨酸和β-丙氨酸占比较低。 DL-丙氨酸为α-丙氨酸的外消旋体,其中 L 型、D 型的混合比例为 1:1。D-泛酸钙则 是β-丙氨酸进一步加工制备的产物。 公司的 DL-丙氨酸、β-丙氨酸、D-泛酸钙均通过酶法工艺生产,公司成功构建 能够在温和条件下高效催化特定反应的生物酶,避免了传统化学合成法使用高污染、 腐蚀性的有机溶剂带来的环境污染问题,并有效缓解了化学溶剂残留问题,进一步提 升了产品质量,并使得生产过程更加安全、节能、环保。 DL-丙氨酸的同行业公司主要为武藏野,其采用传统化学合成法生产工艺,该工 艺需要高温高压的反应条件,环境压力大。公司 DL-丙氨酸的酶法工艺,以常温常压 的温和反应条件替代了传统高温高压的反应条件,同时后提取环节工艺简单,所获产 品纯度较高,该技术获得了上海市科技进步一等奖,处于行业领先水平。

公司采用酶法生产的β-丙氨酸制备 D-泛酸钙,形成了自有业务的上下游产业链 优势。公司制备 D-泛酸钙的另一原料 D-泛解酸内酯,采用了创新性的动态动力学拆 分工艺,在 DL-泛解酸内酯水解的同时,以酶法消旋 L-泛解酸内酯,最终实现 D-泛 解酸内酯“一锅法”转化。 D-泛酸钙产品的同行业可比公司主要包括亿帆医药、兄弟科技等,其 D-泛解酸 内酯原料多用水解酶拆分、化学法消旋法制备,步骤复杂且工艺收率低,公司“一锅法” 酶转化技术优势明显。

4. 多种氨基酸、新材料、日化香料产品持续孵化

公司不断寻觅优质产业人才,持续开发领先的专利技术,并在公司实现商业化。 公司新产品层数不穷,继丙氨酸后,又覆盖了多种小品类氨基酸、新材料、日化香料 等领域的产品。 公司布局的缬氨酸受益于豆粕减量替代趋势,并凭借较好的菌种效率,快速打开 了下游饲料市场,逐渐成为公司盈利贡献的重要产品。

丁二酸、PDO 是公司在新材料领域的布局,分别受益于可降解塑料和生物基纤维 PPT 的快速趋势,有望打开较大的成长空间。日化香料领域,公司开发了苹果酸、玫 瑰精油、熊果苷等产品,其中苹果酸有望对全球 280 万吨的柠檬酸市场形成替代。 2023 年 12 月,公司与郑裕国院士合作,进一步布局高丝族氨基酸,其中蛋氨酸 市场空间逾 3000 亿元,公司有望用生物法颠覆传统蛋氨酸竞争格局。

4.1 L-缬氨酸等小品种氨基酸持续发力

缬氨酸为支链氨基酸,属于必需氨基酸,在人和动物体内不能合成,需要从食物 中获取,在动物营养和人类营养领域有着重要应用。相较于苏、赖氨酸,缬氨酸属于 小品类氨基酸。 缬氨酸对于动物的生长和健康非常重要,被广泛用于高蛋白饲料中,以提高动物 的营养水平和生产力;同时,也作为生长促进剂,可以增加动物体内蛋白质的合成, 促进其生长发育,提高肉禽的生长速度和饲料转化率;尤其缬氨酸可以提高产奶动物 的产奶质量和生产效率。 于人体,缬氨酸也是不可或缺的营养氨基酸,作为营养补充剂,可以增强免疫力、 提高代谢功能和促进肌肉生长,多与 L-亮氨酸、L-异亮氨酸搭配用于健身和保健领 域;并且,缬氨酸可以刺激胰岛素的分泌,帮助调节血糖水平,因此可以用于治疗反 应性低血糖;同时,缬氨酸是一种重要的肝细胞营养素,加速肝细胞再生,被广泛用 于治疗肝病、肝损伤和肝功能不佳的患者。

1)豆粕减量替代加速缬氨酸需求提升

目前,缬氨酸主要应用于动物饲料领域。近年来,随着动物预混料的快速发展和 豆粕减量替代趋势,缬氨酸在动物饲料领域的需求量有望持续快速增长。 豆粕是大豆榨油后的残渣,我国饲料行业每年对于豆粕的消费量很大。2021 年 豆粕国内总消费量达 7840 万吨,同比增长了 6.1%,而其中绝大部分用于饲料。2021 年我国豆粕产量为 7910 万吨,豆粕产消整体上处于平衡状态。 尽管国内豆粕产需基本平衡,但我国大豆的对外依存度很高。2021 年大豆国内 总消费量为 11917 万吨,而当年我国大豆产量仅为 1655 万吨,对外依存度高达 84.3%。

为促进料粮保供稳市,同时降低大豆对国外的依存度,保障国家粮食安全,我国 政府提出豆粕、玉米减量替代计划。2021 年 3 月份,农业农村部畜牧兽医局重点下 达了《饲料中玉米豆粕减量替代工作方案》,以推进饲料中玉米豆粕减量替代。 豆粕替代品主要为菜粕、棉粕、花生粕等杂粕,但杂粕中的缬氨酸等重要氨基酸的含量远低于豆粕,且猪和鸡对杂粕中的缬氨酸的回肠消化吸收率也明显低于豆粕。

为保证饲料中整体氨基酸平衡,杂粕中需加入大量饲料氨基酸。因此豆粕减量替 代趋势大幅增加了饲料级缬氨酸的需求。 豆粕减量替代将形成了 31 万吨缬氨酸增量需求。我国饲料行业每年消耗豆粕近 6700 万吨,约占豆粕总消费量的 85%。根据农村农业部预测,2021 年以后饲用豆粕 减量替代还可实现豆粕减量 2300 万吨以上。根据我们测算,2300 万吨的豆粕减量替 代将带来近 31 万吨的缬氨酸的增量需求。

2)华恒厌氧发酵制缬氨酸,工艺国内领先

从供给端来看,2022 年之前,国内 L-缬氨酸供给端相对集中,主要生产厂家有 沈阳希杰(外资)、梅花生物、阜丰生物以及华恒生物,其中希杰拥有 5 万吨名义产 能,居行业首位,希杰的缬氨酸已经得到了市场广泛认可;阜丰拥有 2 万吨缬氨酸产 能;华恒巴彦淖尔基地拥有 2.5 万吨产能。 2023 年缬氨酸行业内涌入较多参与者,根据博亚和讯数据,安徽丰原利康投产 2 万吨,阜丰扩 2.5 万吨,梅花技改扩 2 万吨,吉林嘉奥投产 1 万吨,大成生化投产 2 万吨,至 2023 年底缬氨酸厂家数量达 13 家,国内缬氨酸产能增至约 28 万吨, 行业供需格局较为宽松。 公司采用自主研发的“发酵法 L—缬氨酸技术”生产 L—缬氨酸,所使用的原料 为玉米淀粉和液氨,在工程菌的作用下可发酵生成 L—缬氨酸产品。发酵法工艺相较 于化学法或酶法拥有成本低、生产条件温和、产率高等优点,适合大规模生产。公司 在 L-缬氨酸技术上拥有较多的技术积累,菌种性能高效,发酵技术先进,竞争优势 较为明显。

另外,公司还在巴彦淖尔投建了年产 1.6 万吨三支链氨基酸及衍生物项目,计划 23 年投产,其中包括年产 6000 吨 L-缬氨酸衍生物 A,年产 5000 吨 L-亮氨酸,年 产 5000 吨 L-异亮氨酸,主要用于食品领域的营养添加剂,打开人体营养领域的市 场空间。

4.2 丁二酸、PDO 新材料接续发展

相较于小品种氨基酸市场,新材料领域市场空间很大,是生物制造领域的汪洋大 海,公司向新材料领域进行了拓展布局,着重关注丁二酸、PDO 两类产品。

1)丁二酸是 C4 平台型化合物

丁二酸是 1,4-丁二醇、γ-丁内酯和四氢呋喃等多种有机化学品和中间体的重要 原料,广泛用于工业领域。在涂料行业,丁二酸可以用于生产涂料、树脂、塑料等; 在农业领域,用于制造杀虫剂和除草剂等农业化学品;在食品饮料行业,用于食品保 鲜剂和调味剂的生产;在医药行业,用于制备药物和医疗器械等;更多的丁二酸流向 可降解材料领域,生产生物可降解材料 PBS、BDO 等。

在碳中和及“禁塑、限塑”政策背景下,生物可降解材料发展势头强劲。PBS 具有 热形变温度高、高温不变形、加工性能优异、降解速率快的特点,而且价格合理,市 场需求较大。据 European bioplastics 数据,2021 年全球可生物降解材料市场规模 约 155 万吨,预计 22-26 年将以 28%的 CAGR 增长至约 530 万吨,其中 PBS 的规模有 望从 21 年 8.7 万吨左右增长至 122 万吨,CAGR 约 70%。

丁二酸已被美国能源部列为未来 12 种最有价值的平台化合物之一,据公司首席 科学家张学礼估计,丁二酸市场需求潜力逾 270 万吨/年,产值达 1120 亿元。 国内生产丁二酸的企业有山东兰典、山东飞扬化工、和兴化工、宏业生物、恒远 化工、常茂生物化工、鹤壁煤化工、金晖兆隆和蓝山屯河等,生产工艺主要有电化学 法、催化加氢法、生物发酵法三种。 电化学法是指电解顺酐溶液,在阴极上将顺酐还原为丁二酸,反应条件温和、无 需催化剂、产品纯度高,但电耗高、反应速率低、设备复杂,例如离子膜易破损、电 极腐蚀严重、电解槽维修困难,污水排放量大且占地面积大、不利于大规模生产。 催化加氢法是利用金属催化剂将顺酐加氢生成丁二酸酐,再水解为丁二酸,反应 速率快,收率高。但是催化剂活性不稳定,易中毒且其中金属可能造成环境污染。

生物发酵法为新型丁二酸生产工艺,利用微生物发酵将糖类或淀粉类原料发酵 生成丁二酸,反应条件温和,无需催化剂,产品纯度高,且无有机废水排放,资源可 再生。但存在反应速率较慢,产品收率低,工程菌种培育困难,工艺控制复杂等问题, 工艺壁垒较高。 国内生物发酵工艺的企业主要有山东兰典、飞扬化工、宏业生物、常茂生物化工, 海外亦有 BioAmber&Mitsubishi、Myriant 等几家相对成熟的生物法丁二酸企业。

为推动公司战略发展,丰富公司产品结构,并向产业链上游延伸,华恒生物在赤 峰投建了年产 5 万吨生物基丁二酸及生物基产品原料生产基地建设项目。公司采用 发酵法生产丁二酸,在建产能 5 万吨/年,与公司现有产品 L-丙氨酸、L-缬氨酸生产 技术相通,在工业菌种创制、发酵过程智能控制、高效后提取、产品应用开发环节等 方面存在许多共通之处,产业化过程可充分借鉴已有技术工艺积淀和设备选型经验, 丁二酸项目有望较快实现商业化并推动公司持续成长。

2)PDO 是 PTT 聚酯纤维的短缺环节

1,3-丙二醇(PDO)是一种无色透明类似醇的液体,可与水、醇等有机溶剂混溶, 具有良好的稳定性和低挥发性。作为一种重要的化工原料,PDO 可合成增塑剂、洗涤剂、增稠剂、甜味剂、麻醉剂等,广泛用于涂料、塑料、食品、化妆品和制药等行业。

目前,PDO 最主要的用途是替代乙二醇、丁二醇,缩聚制备性能优异的新型聚酯 纤维 PTT。PTT 具有良好的拉伸性,面向高端聚酯消费市场,应用于服装、电子、汽 车等市场,拥有广阔的应用前景。

2012 年以来,我国 PTT 产销量持续增长,销量从 12 年 2.25 万吨提升至 19 年的 12.58 万吨,CAGR 约 28%。根据浙江巨化股份数据,目前国内 PTT 的年消费量大约在 12-14 万吨,其中 90%用于合成纤维,10%用于工程塑料,而合成纤维 PTT 中 1/3 用 于地毯行业,2/3 用于服装行业。 我国 PDO 原料严重依赖进口,是制约 PTT 放量的关键。根据华经产业研究院数据,2020 年我国 PDO 需求量约 4.3 万吨,其中进口依存度达 78%。 从全球范围来看,未来随着 PTT 市场规模的增长及日化、个护等领域的拓展, PDO 市场有望持续快速增长,根据 GII 报告,2020 年全球 PDO 市场规模已达 4.02 亿 美元,并预计至 2025 年有望达 6.91 亿美元,CAGR 达 11.4%。

据百川盈孚数据,2021 年我国 PET 切片表观消费量达 655 万吨,PTT 聚酯作为 行业内 “PET 的替代品”,市场空间非常广阔。 具体到 PDO 的生产工艺,同样分为化学合成法和生物发酵法两种,化学合成法 又细分为 EO 法和丙烯醛水合法。 1)EO 法又称环氧乙烷羰基合成法,采用环氧乙烷与合成气(CO+H2)羰基化反应 制备 1,3-丙二醇。国际上,壳牌公司率先采用环氧乙烷羰基化法工业化生产 1,3-丙 二醇。 2)丙烯醛水合法是丙烯醛水化制 3-HPA,再加氢制得 1,3-丙二醇,投资相对较 低。国际上,德固赛采用丙烯醛水合氢化法工业化生产 1,3-丙二醇,但其缺点是丙 烯醛来源困难,有剧毒,且制得的丙二醇质量差,副反应易生成丙酸乙酯。

生物发酵法生产 1,3-丙二醇细分为甘油法和全发酵法。 1)甘油发酵法,以工业甘油为原料,经厌氧发酵制取 1,3-丙二醇的二步偶联法 工艺。国内,发酵法生产甘油的研究水平世界领先,清华大学的甘油二步发酵法生产 工艺世界首创,以谷氨酸棒杆菌为底盘细胞,二步发酵法生产 1,3-丙二醇实验已获 成功,原料转化率提高至 0.99mol/mol。 2)全发酵法,以葡萄糖为原料,运用基因工程手段将葡萄糖转化为甘油基因和 将甘油转化为 1,3-丙二醇基因同时移入工程菌体内,再发酵制取 1,3-丙二醇。国际 上,杜邦公司开创了以葡萄糖为原料的生物合成途径,构建出的细胞工厂 1,3-丙二醇产量达 135g/L,并将转化率提高至 0.83mol/mol。 化学合成法的优点是原料易得,产品质量好;但缺点在于原料不可再生、生产过 程污染严重、生产成本高。相比较之下反应条件温和、过程绿色无污染、生产成本低、 产物易于分离、合成的 PTT 色泽较化学合成法更好,是更好的 PDO 工艺选择。在新工 艺冲击之下,目前壳牌和德固赛两家公司已基本退出 1,3-丙二醇市场,杜邦凭借发 酵法成本优势处于垄断地位。 中国已投产的 1,3-丙二醇企业,大多采用甘油发酵法,主要企业有美景荣化学、 苏震生物、清大智兴生物,但甘油发酵法相较于杜邦全发酵工艺处于成本劣势,装置 开开停停,效益不佳,而全发酵工艺是 PDO 的技术发展方向。

2022 年 12 月,华恒在内蒙赤峰投建了生物法年产 5 万吨 1,3-丙二醇建设项目, 项目实施由参股子公司赤峰智合承载。赤峰智合拥有较为成熟的发酵法 1,3 丙二醇 技术储备,采用以葡萄糖为底物的全发酵工艺,有望打破杜邦在 PDO 市场的垄断地 位,助力解决 PTT 生产过程中的关键材料短缺问题。 目前,公司已经建立了“工业菌种—发酵与提取—产品应用”的技术研发链,在 工业菌种创制、发酵过程智能控制、高效后提取、产品应用开发环节形成了完备的技 术领先优势,对于发酵法生产 1,3-丙二醇实现产业化落地已具备良好的基础条件,项目整体前景向好。

4.3 苹果酸、玫瑰精油等日化食品是又一看点

公司也往日化香料、食品领域进行了布局,秦皇岛基地的 5 万吨苹果酸是公司丙 氨酸、缬氨酸以后又一大看点。

1)5 万吨苹果酸是公司丙氨酸、缬氨酸以后重要看点

苹果酸又名 2-羟基丁二酸,为白色结晶体或结晶状粉末。作为天然果汁中重要 成份,苹果酸具特殊香味,是新一代的食品酸味剂,被生物界和营养界誉为“最理想 的食品酸味剂”。苹果酸主要以三种形式存在,即 D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物 DL苹果酸,当前市场中在售的苹果酸多为 L-苹果酸和 DL-苹果酸。 具体应用上,苹果酸主要应用于食品和饮料领域,需求占比 80%以上。其作为生 物体三羧酸循环的中间体,口感接近天然果汁,对口腔和牙齿友好,产生的热量更低, 口味更好,作为酸味剂被广泛应用于酒类、饮料等食品中。此外,L-苹果酸还可用于 医疗领域,有益于减轻抗癌药物对人体的伤害,用于肝病、贫血、高血压等多种疾病 的治疗;苹果酸也可作为化妆品配方,抗皱、去角质,或用于制备除锈剂、除垢剂等。

根据 QYresearch 数据,2019 年全球苹果酸市场规模已达 3.1 亿美元,预计 2026 年将达到 3.83 亿美元,CAGR 为 3.21%; 2019 年中国苹果酸市场规模为 0.65 亿美 元,约占全球的 21.17%,预计 2026 年将达到 0.84 亿美元。

相较于柠檬酸,苹果酸酸度大、味道柔、滞留时间更长,苹果酸与柠檬酸配合使 用,具有协同呈味作用,使口感更自然、协调、丰满,最佳搭配比例为“柠檬酸:L苹果酸=2:1~5:1”。根据 imarc 数据,2022 年全球柠檬酸市场规模 280 万吨,而苹果 酸作为柠檬酸的复配产品或替代产品亦有较大的市场空间。 苹果酸可采用化学合成法进行生产,通过将苯催化氧化,得到马来酸和富马酸, 再在高温和加压下水合得到,但合成法只能生产 DL-苹果酸,如果拆分来获得 L-苹 果酸,则有一半不能得到利用。因此,在 L-苹果酸生产上,主要采用传统酶法或一步 发酵法。一步发酵法可以更有效地减少碳排放量,能够对对化石原料的替代、高能耗 高物耗高排放工艺路线的替代及传统产业的升级产生重要的推动作用。

目前,国内主要生产苹果酸的企业有常茂生物化学工程股份有限公司、安徽雪郎 生物科技股份有限公司、安徽丰原发酵技术工程研究有限公司。其中常茂生物与雪郎 生物分别在 2002 年、2014 年在香港创业板与新三板上市。常茂生物主要使用合成法 生产 DL-苹果酸,目前产能达到 1.5 万吨/年,在建产能 1.5 万吨/年;雪郎生物 DL苹果酸产能达到了 2 万吨/年,使用传统酶法生产的 L-苹果酸产能有 5000 吨/年;丰原发酵主要采用一步发酵法生产 L-苹果酸产能达 3 万吨/年。 此外,天津超尓生物科技有限公司项目“5 万吨/年生物发酵法生产生物基 L-苹 果酸”、山东小为生物科技有限公司项目“5 万吨/年生物发酵法生产生物基 L-苹果 酸/丁二酸”正在建设中。

秦皇岛华恒生物工程有限公司拟投资新建年产 5 万吨/年苹果酸生产建设项目, 该项目分两期建设。其中一期新增占地 56.65 亩,新增占地位于现有主厂区南侧。 一期项目总建筑面积 7500 平方米,主要新建生物质燃料锅炉、生物质车间、配电室、 循环水塔等配套设备。二期项目总建筑面积 2.12 万平方米,新建生物基苹果酸及衍 生物厂房,配套安装空气系统设备、苹果酸发酵系统设备等,最终形成年产能 5 万吨 生物基苹果酸及衍生物。 该项目主要产品包括 DL-苹果酸、L-苹果酸、DL-苹果酸钠、L-苹果酸钠,总计 可生产 5 万吨/年。其中 DL-苹果酸、L-苹果酸,生产采用同一套生产设备,不能同 时生产。单独生产 DL-苹果酸,最大生产 DL-苹果酸 5 万吨/年,单独生产 L-苹果酸, 最大生产 L-苹果酸 5 万吨/年。 相较于其他苹果酸生产企业,华恒生物现已搭建了成熟的合成生物技术研发平 台、完善的生物制造核心技术体系并已具备国内先进的生物制造能力,在工业菌种创 制、发酵过程智能控制、高效后提取、产品应用开发环节形成了完备的技术领先优势。 同时,得益于在合成生物领域的长年深耕,公司亦有相关的成功生产经营、专业人才 储备与完善的营销体系。因此,公司利用自身发酵法专利生产技术生产苹果酸等产品, 能够使得产品具有纯度更高、更符合食品行业要求等特点,在食品领域应用有更大优 势。

2)熊果苷

熊果苷,又名熊果素、熊果叶苷、熊果酚苷。熊果苷是自然界氢醌的衍生物,其 可通过抑制体内酪氨酸酶的活性,阻断黑色素的形成,加速黑色素的分解与排泄,从 而减少皮肤色素沉积,并且还具有抗炎、抗氧化、平喘等多种药理活性,是美白化妆 品、防晒化妆品的主要原料之一。 熊果苷分为α型和β型两类,其中α-熊果苷的美白效果是β-熊果苷的 7-10 倍, 且稳定性、安全性、有效性优于β-熊果苷,但α-熊果苷制备方式较少,通常是通过 微生物发酵法,而合成β-熊果苷应用时间长、价格低,是目前市场主流产品,目前 国内外逐步将α-熊果苷添加于美白化妆品中。

根据 QYR 数据,2021 年全球熊果苷市场规模在 1.0 亿美元左右,并预计 2022- 2028 年市场将保持 7.1%的年均复合增速,至 2028 年达到 1.6 亿美元市场规模。我 国是全球熊果苷生产和消费大国,2020 年,我国熊果苷行业产量接近 286 吨,约占 全球总产量的 45%。 熊果苷生产企业数量较多,包括荷兰帝斯曼集团、三菱化学、德国 Gfn-Selco 公 司等国际企业和华恒生物、绿天生物、天寅生物、诚志生命科技等国内企业。 公司以蔗糖和对苯二酚为原料,采用酶法生产α-熊果苷,目前公司α-熊果苷产 品已成功实现产业化,已取得千万元级销售规模。另外,公司还布局了发酵法β熊果 苷技术储备,技术水平国际领先。

3)玫瑰精油

玫瑰精油是世界上最昂贵的精油,被称为 “精油之后”。能调整女性内分泌,滋 养子宫,缓解痛经。尤其是具有很好的美容护肤作用,能以内养外淡化斑点,促进黑 色素分解,改善皮肤干燥,恢复皮肤弹性,是适宜女性保健的芳香精油。 但是玫瑰精油因为产率非常低,工业上大约需要 5kg 玫瑰花瓣才能提取 1 滴纯 正的玫瑰精油,所以玫瑰精油的价格非常昂贵,有“液体黄金”之称。 玫瑰精油的产域跟玫瑰产地相关,中国玫瑰精油生产企业分布在山东、广东、甘 肃和安徽居多,分别占全国全部玫瑰精油生产企业的 17.9%、15.4%、10.3%和 7.7%。 发酵法是解决玫瑰精油的产域限制以及低产率的较优解决办法,公司子公司智 合生物拥有发酵法玫瑰精油技术储备,并处于行业领先水平,有望解决相关行业痛点。

4.4 进一步布局大品类高丝族氨基酸

2023 年 10 月,公司公告拟与杭州优泽生物科技有限公司共同投资优华生物科技 有限公司,公司出资 40%,优泽生物出资 60%。优华生物是公司高丝族氨基酸产业化 平台,将实施相关产品中试平台建设,控股方优泽生物的第一大股东为与中国工程院 郑裕国院士,股权比例 32.5%。 高丝族氨基酸包括高丝氨酸、甲硫氨酸(即蛋氨酸)、腺苷蛋氨酸(SAM)、半胱 氨酸等,广泛应用于制药、食品、饲料等行业,经济价值重大。蛋氨酸是必需氨基酸, 是高丝族氨基酸系列的核心产品。高丝氨酸是蛋氨酸的中间体,侧链比丝氨酸多一个 亚甲基,是重要的平台化合物和添加剂;腺苷蛋氨酸是蛋氨酸与 ATP 的结合体,是体 内重要的代谢中间体;半胱氨酸为非必需氨基酸,是蛋氨酸的代谢产物。

蛋氨酸下游 90%用于饲料,是禽类第一限制性必需氨基酸,是动物饲料里必不可 少的添加剂,可以帮助动物快速生长,增加瘦肉量和缩短饲养周期,可节省约 40%的 饲料需求。根据博亚和讯和百川盈孚数据,2022 年全球蛋氨酸需求量约 155 万吨, 同比增长 3.3%,其中国内蛋氨酸消费量约 41.6 万吨。蛋氨酸价格相对稳定,2022 年 均价为 20.7 万元/吨,对应 2022 年蛋氨酸市场规模约 3200 亿元。

供给端,根据饲料市场与博亚和讯数据,2022 年全球蛋氨酸(折 99%含量,液蛋 *0.8),产能约 221 万吨,中国蛋氨酸产能约 63 万吨。蛋氨酸产能主要集中在赢创 (58 万吨)、安迪苏(59 万吨)、新和成(16 万吨)、诺伟斯(28 万吨)、希杰(8 万 吨)等少数企业,行业 CR4 达 73%。24 年,安迪苏宣布永久关闭法国科芒特里固体蛋 氨酸生产线。 蛋氨酸根据产品性状有液体和固体之分,2022 年全球固蛋产能占比约 60%,液蛋 生产企业主要是安迪苏、诺伟斯。液蛋和固蛋的生物效价之争尚未有定论,我们认为 两种产品的综合竞争力相近。

技术上,目前蛋氨酸生产绝大多数采用化学合成法,其中最主流的工艺是海因法 和氰醇法,两者均以丙烯醛和甲硫醇为原料,只是海因法的中间产物为海因衍生物, 氰醇法的中间产物为甲硫基丁氰醇。但化学催化生产能耗高,步骤繁杂,原料有毒, 环境污染大。而微生物发酵生产 L-蛋氨酸,条件温和、环境友好、成本低廉且产物单 一,是较好的蛋氨酸制备新工艺,有望颠覆行业传统生产工艺。 但是蛋氨酸等高丝族氨基酸共用代谢网络,合成相关性较大,代谢途径复杂,不 同代谢步骤匹配契合度低,代谢流难以向下游高效转移,碳外排及还原力和能量损耗 突出,目标产品生产效率低下。目前仅有希杰集团采用发酵工艺,利用天然原料成功 生产出 L-蛋氨酸,产能 8 万吨。 优泽生物经过持续研发,自主构建了高性能微生物菌种与生物酶,突破了高丝族 氨基酸技术瓶颈,在小试中实现部分产品的发酵产量、转化率等主要技术经济指标均 达到行业领先水平。高丝族氨基酸产品的商业化有望推动公司业绩规模再上一层。

5. 深度合作巴斯夫助力多种新品快速商业化

市场推广和应用开发是产品商业化中重要而不可或缺的能力,对于产品不断孵 化的生物制造业来说,市场能力尤为重要。 公司重视应用开发,重视与下游客户合作进行市场拓展,尤其公司与巴斯夫等企 业深度合作,互惠互利,让公司包括 L-丙氨酸在内的产品商业化更加顺利。

5.1 重视知识产权和应用开发

公司高度重视自主知识产权积累,构建了较为完善的知识产权保护体系。 公司先后成功承担了科技部“863”计划、国家发改委微生物制造高技术产业化 专项、科技部国家重点研发计划等科技攻关项目。公司的核心技术和产品还获得了多 项国家及省部级奖项,例如“中国轻工业联合会技术发明一等奖”、“工信部制造业单 项冠军产品”、“中国专利优秀奖”等荣誉。 2022 年,公司成立技术创新管理中心,负责专利技术的申报与保护工作,维护 公司的合法权益。截至 2024 年 1 月,公司拥有专利 119 项,其中包括发明专利 55 项 (含境外发明专利 1 项)。公司知识产权部门积极开展专利挖掘布局、侵权风险识别与应对等相关培训,并与研究院及各生产基地、销售事业部形成了知识产权保护机制。

另外,公司高度重视研发后端的产品应用开发和产品商业化。公司在相关应用领 域研究的基础上,充分结合多年来自身积累的产品开发与市场开拓经验,不断跟踪收 集、分析研究行业发展趋势相关信息,为公司产品拓展应用领域以及新产品的开发做 前瞻性研究。例如,公司与江南大学、合肥工业大学开展丙氨酸在食品领域应用研究, 与中国农业大学开展丙氨酸在饲料领域应用研究。 综上,公司一方面通过协同相关科研院所进行初代菌株构建,另一方面通过在开 发迭代菌种、发酵、分离、提取等工艺环节的成功经验以及产品市场应用领域的丰富 实践积累,不断推动科研成果的产业化应用,形成了优势互补的产学研联动机制。科 研创新与产业化应用机制的深度融合能力,已成为公司的核心竞争力之一。 目前,公司领先的工艺技术、优良的产品品质以及绿色生态标签,受到境内外众 多客户的认可,公司已与巴斯夫、味之素、伊藤忠、德之馨、诺力昂、天新药业、华 中药业、华海药业等知名企业建立了良好的业务合作,积累了诸多优质客户资源。

5.2 深度绑定巴斯夫助力商业化

公司下游优质客户众多,但与巴斯夫的合作值得重点关注,公司与巴斯夫有较长 的合作历史,已建立相当深度的战略绑定关系。 2012 年 6 月,公司与巴斯夫签署保密协议,探讨在发展发酵法 L-丙氨酸领域的 合作; 2012 年 12 月,与巴斯夫签署《备忘录》,双方联合研究在发酵法 L-丙氨酸领域 进行长期战略合作; 2013 年 8 月,与巴斯夫签署照付不议《采购合同》,规定了产品的数量、价格等 条款,合同期限 2013 年到 2015 年;

2014 年 7 月,与巴斯夫签署照付不议合同《第一次修订协议》,合同期限延长至 2018 年底; 2015 年 12 月,公司作为亚太区仅有的两家供应商之一,受邀参加在巴斯夫德国 总部举办的巴斯夫 150 周年供应商大会,并分享华恒生物创新发展理念; 2016 年 11 月,与巴斯夫签署照付不议合同《第二次修订协议》; 2017 年 12 月,与巴斯夫签署《第三次修订协议》,合同期限延长至 2020 年底; 2020 年 7 月,与巴斯夫签署《第四次修订协议》,合同期限延长至 2022 年底。 公司与巴斯夫之间签订的合同约定为巴斯夫提供 L-丙氨酸,具体根据巴斯夫的订单进行发货,通过合同及各次修订协议约定了价格体系和预计供货量,其中 2020 年至 2022 年的预计采购数量分别为 13,000 吨、14,000 吨和 15,000 吨。 《第四次修订协议》经双方签署后生效,合同期限延长至 2022 年 12 月 31 日, 之后自动延续一年,除非一方在首期或任何延长期限到期前十二个月书面通知另一 方终止本合同。 综合来说,公司已经与巴斯夫建立了长期、稳定、共赢的合作关系。我们认为公 司与巴斯夫的合作虽然集中体现在 L-丙氨酸的合同供销关系上,但在此基础上形成 的应用开发等重要合作经验,以及建立的良好沟通机制,让后续众多产品的商业化合 作推广成为可能,加速公司后续新产品的商业化速率。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)



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