薛宇

近期，合成生物板塊引發(fā)市場(chǎng)強(qiáng)烈關(guān)注，從相應(yīng)上市公司業(yè)績(jī)來(lái)看，整體表現(xiàn)良好，部分公司毛利率持續(xù)提升。相比傳統(tǒng)化學(xué)工程，合成生物具備環(huán)保和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)已有代表性企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其產(chǎn)品相較傳統(tǒng)生物工程、化學(xué)工程而言，具備明顯的成本優(yōu)勢(shì)，且仍存有顯著的降本空間。

產(chǎn)業(yè)化開啟

合成生物是以工程學(xué)思想為指導(dǎo)，對(duì)天然生物系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與改造，同時(shí)設(shè)計(jì)并合成新的生物元件、組件和系統(tǒng)的學(xué)科。根據(jù)麥肯錫咨詢，理論上全球經(jīng)濟(jì)中多達(dá)60%的實(shí)體材料都能利用生物技術(shù)生產(chǎn)，其應(yīng)用的核心意義在于，替代傳統(tǒng)以石油為終端原料的合成路線，以減少石油消耗和環(huán)境污染；為部分使用化學(xué)合成較為困難的重要產(chǎn)品提供一種成本更低、產(chǎn)量更高、更為簡(jiǎn)便、環(huán)境更加友好的生產(chǎn)路徑。

相比傳統(tǒng)生物化學(xué)工程，合成生物工程更具優(yōu)勢(shì)：由于原料可再生，反應(yīng)條件溫和，可有效降低碳排放；此外生產(chǎn)工藝存在巨大的優(yōu)化潛力，具備顯著降本空間，因而有廣泛的應(yīng)用前景。根據(jù)國(guó)投證券，合成生物學(xué)相對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)合成的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為產(chǎn)品成本低、反應(yīng)條件溫和、對(duì)環(huán)境污染較小等；與傳統(tǒng)生物發(fā)酵技術(shù)相比，合成生物學(xué)技術(shù)效率顯然更高，但難點(diǎn)在于對(duì)技術(shù)要求相對(duì)較高，相關(guān)酶、底盤細(xì)胞、元件的設(shè)計(jì)改造等環(huán)節(jié)均具有較大技術(shù)難度。與酶法合成的體外合成生物學(xué)相比，體內(nèi)合成生物學(xué)則需要解決酶、合成途徑、代謝網(wǎng)絡(luò)、底盤細(xì)胞等多個(gè)維度的技術(shù)問(wèn)題，相較而言難度更大、研發(fā)周期更長(zhǎng)，其優(yōu)點(diǎn)在于原料普通、生產(chǎn)成本更低、更易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

因此，合成生物學(xué)可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療健康、科研、工業(yè)化學(xué)品、食品飲料、農(nóng)業(yè)和消費(fèi)品等領(lǐng)域，近年產(chǎn)業(yè)資本開始加速投資，市場(chǎng)空間不斷提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016-2021年期間，由于合成生物基礎(chǔ)研究不斷發(fā)展，全球合成生物學(xué)領(lǐng)域企業(yè)融資額由不到20億美元提升至180億美元。據(jù)CB Insights預(yù)測(cè)，2024年全球合成生物學(xué)市場(chǎng)規(guī)?；蜻_(dá)到189億美元，2019-2024年年均增長(zhǎng)28.8%；據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè)，2025年合成生物學(xué)產(chǎn)生的全球經(jīng)濟(jì)影響將達(dá)到1000億美元。

2022年，中國(guó)“十四五”規(guī)劃明確將合成生物學(xué)列為重點(diǎn)發(fā)展方向，要加強(qiáng)原創(chuàng)性、引領(lǐng)性基礎(chǔ)研究，推動(dòng)合成生物學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，突破生物制造菌種計(jì)算設(shè)計(jì)、高通量篩選、高效表達(dá)、精準(zhǔn)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)以推動(dòng)實(shí)際應(yīng)用。同年8月，科技部等聯(lián)合下文，其中前沿顛覆性低碳技術(shù)創(chuàng)新行動(dòng)中涉及到新型綠色氫能技術(shù)、二氧化碳高值化轉(zhuǎn)化利用技術(shù)，需要以合成生物學(xué)為基礎(chǔ)進(jìn)行創(chuàng)新。2023年1月，工信部等部門聯(lián)合印發(fā)了相關(guān)方案，提出以非糧生物質(zhì)開發(fā)利用技術(shù)突破為基礎(chǔ)，深化生物化工與傳統(tǒng)化工融合，促進(jìn)生物基材料優(yōu)性能、降成本、增品種、擴(kuò)應(yīng)用，提升生物基材料產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、規(guī)模生產(chǎn)、市場(chǎng)滲透能力，推動(dòng)非糧生物基材料產(chǎn)業(yè)加快創(chuàng)新發(fā)展。

截至目前，國(guó)外從事合成生物學(xué)領(lǐng)域的公司已多達(dá)500家，國(guó)內(nèi)公司也有數(shù)十家。中信證券將合成生物學(xué)領(lǐng)域的公司分為兩類：一是產(chǎn)品型商業(yè)模式，即借助合成生物學(xué)手段生產(chǎn)面向市場(chǎng)各領(lǐng)域的合成生物產(chǎn)品；二是平臺(tái)型商業(yè)模式，提供生物體設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)等平臺(tái)化的集成系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，平臺(tái)型企業(yè)由于缺乏應(yīng)用層面的落地產(chǎn)品，盈利能力受限；相比之下，產(chǎn)品型企業(yè)打通了從生物改造、發(fā)酵純化到產(chǎn)品改性的全產(chǎn)業(yè)鏈，近年來(lái)得到快速發(fā)展，盈利水平不斷提升，部分平臺(tái)型企業(yè)也演化出向產(chǎn)品型公司轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。中國(guó)主要以產(chǎn)品型公司為主，包括華恒生物、凱賽生物等細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè)。

成本具備顯著優(yōu)勢(shì)

國(guó)內(nèi)合成生物學(xué)企業(yè)以微生物發(fā)酵工藝為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)菌株篩選及培育、高效發(fā)酵工藝、純化工藝調(diào)控等環(huán)節(jié)，定向生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)品。華恒生物主要產(chǎn)品包括丙氨酸系列、纈氨酸、D-泛酸鈣等，其丙氨酸系列產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模位居國(guó)際前列，截至2022年末，華恒生物的L-丙氨酸系列產(chǎn)品市場(chǎng)占有率超過(guò)60%。

凱賽生物則聚焦聚酰胺產(chǎn)業(yè)鏈，規(guī)模化產(chǎn)品涵蓋上游長(zhǎng)鏈二元酸、戊二胺及下游生物基聚酰胺，其生產(chǎn)的生物法長(zhǎng)鏈二元酸系列產(chǎn)品在全球市場(chǎng)處于主導(dǎo)地位，按在產(chǎn)產(chǎn)能計(jì)，近年全球市占率超過(guò)50%。

華恒生物近幾年業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)快，2021-2023年，華恒生物分別實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入9.54億元、14.19億元、19.38億元，同比增長(zhǎng)95.81%、48.69%、36.63%；分別實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)1.68億元、3.2億元、4.49億元，同比增長(zhǎng)38.92%、90.23%、40.32%。2024年一季度實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入5.01億元，實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)8657萬(wàn)元，分別同比增長(zhǎng)25.12%、6.62%。華恒生物實(shí)現(xiàn)持續(xù)快速增長(zhǎng)，一方面是由于新建產(chǎn)能的不斷釋放，產(chǎn)品品類擴(kuò)張，更重要的在于技術(shù)改進(jìn)下產(chǎn)品成本降低，毛利率不斷提升，公司綜合毛利率從2017年的34.67%逐步上升至2020年的45.92%。

根據(jù)山西證券，厭氧發(fā)酵工藝是華恒生物占據(jù)全球60%份額的核心壁壘。從競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，其他L-丙氨酸生產(chǎn)企業(yè)中，豐原生物可采用生物發(fā)酵法生產(chǎn)，產(chǎn)能為3萬(wàn)噸，煙臺(tái)恒源采用酶法工藝，產(chǎn)能約3000噸，日本武藏野主要以化學(xué)法生產(chǎn)，市場(chǎng)規(guī)模較小。

與酶法生產(chǎn)工藝相比，厭氧發(fā)酵法生產(chǎn)以可再生的葡萄糖為原料，在常溫常壓反應(yīng)條件下，采用一罐式發(fā)酵，使得華恒生物L(fēng)-丙氨酸產(chǎn)品成本降低約50%，單價(jià)較酶法降低30%，毛利率由約20%提升至40%以上。根據(jù)公司招股書，公司發(fā)酵法L-丙氨酸毛利率大約維持在40%左右，顯著高于酶法L-丙氨酸10%-20%的毛利率。

受益于規(guī)模化生產(chǎn)和工藝提升帶來(lái)的料耗和能耗降低，2017-2020年上半年，華恒生物發(fā)酵法L-丙氨酸單價(jià)持續(xù)下調(diào)，分別為1.71萬(wàn)元/噸、1.62萬(wàn)元/噸、1.57萬(wàn)元/噸、1.48萬(wàn)元/噸，而同期酶法價(jià)格高于2萬(wàn)元以上；利潤(rùn)方面，同期發(fā)酵法L-丙氨酸毛利率穩(wěn)中有升，分別為42.08%、45.69%、49.53%、46.79%，較酶法高20%-30%。

凱賽生物同樣具備成本優(yōu)勢(shì)。凱賽生物主要聚焦聚酰胺（俗稱尼龍）產(chǎn)業(yè)鏈，包括生物法長(zhǎng)鏈二元酸系列產(chǎn)品和生物基戊二胺，在全球市場(chǎng)處于主導(dǎo)地位。根據(jù)招股書，由于聚酰胺的關(guān)鍵原料己二胺的前體原料己二腈的生產(chǎn)技術(shù)被歐美廠商所控制，國(guó)內(nèi)所需己二腈幾乎全部依賴進(jìn)口，成本較高。

根據(jù)率捷咨詢，杜邦生物的生物基聚酰胺66價(jià)格為每噸42000元，較石化基高約31%，尚不具備經(jīng)濟(jì)性，而凱賽生物的生物基聚酰胺2021年和2022年整體均價(jià)分別為每噸20700元和每噸20900元，較市面上主要類型聚酰胺66價(jià)格低24.4%至60.5%，價(jià)格優(yōu)勢(shì)顯著。

需注意的是，2021年和2022年，凱賽生物的生物基聚酰胺毛利率分別為-3.85%和-7.34%，公司解釋毛利率為負(fù)主要是下游需求尚未打開，產(chǎn)能利用率較低導(dǎo)致規(guī)模化效應(yīng)尚未體現(xiàn)。另外，近年己二腈已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化突破，未來(lái)中國(guó)己二腈進(jìn)口依存度將逐漸下降。隨著生產(chǎn)成本明顯降低，下游聚酰胺66廠商也開始布局大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。據(jù)中國(guó)化工報(bào)統(tǒng)計(jì)，2022年底國(guó)內(nèi)在建/擬建產(chǎn)能合計(jì)超過(guò)752萬(wàn)噸，遠(yuǎn)超截至2020年全球聚酰胺66約307萬(wàn)噸的產(chǎn)能。

大量擴(kuò)產(chǎn)的聚酰胺66將與凱賽生物的生物基聚酰胺（聚酰胺56）形成直接競(jìng)爭(zhēng)，從上述價(jià)格看，凱賽生物的生物基聚酰胺在價(jià)格方面或仍然具備與國(guó)產(chǎn)聚酰胺競(jìng)爭(zhēng)的潛力。

需求方面，凱賽生物向招商局定增募集55億元，并與招商局集團(tuán)簽署《業(yè)務(wù)合作協(xié)議》，協(xié)議顯示，招商局計(jì)劃采購(gòu)并使用凱賽生物的產(chǎn)品中生物基聚酰胺樹脂的量于2023年、2024年和2025年分別為不低于1萬(wàn)噸、8萬(wàn)噸和20萬(wàn)噸；從2024年底開始，雙方提前一年確定后續(xù)采購(gòu)產(chǎn)品形式和采購(gòu)量。