2023年华恒生物研究报告：平台型合成生物龙头，构筑“氨基酸+维生素+新材料”三重成长曲线

1. 全球平台型合成生物学龙头，产品矩阵与业绩持续扩张

1.1 合成生物制造驱动，氨基酸+维生素+新材料多元化发展

公司是全球规模最大的丙氨酸系列产品生产企业，实现全球首次厌氧发酵法规模化生产L-丙氨酸。安徽华恒生物科技股份有限公司（简称“华恒生物”）深耕氨基酸及其衍生物的研发生产，已成为全球领先的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。公司实现全球首次厌氧发酵法规模化生产L-丙氨酸，占据全球超 60%市场份额，以巴斯夫为基石客户并持续拓展新增客户。2005 至2011 年期间，公司以酶法工艺生产核心产品 L-丙氨酸、DL-丙氨酸；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；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；2018 年公司实现了以丙烯酸为原料酶法生产β-丙氨酸的技术突破，替代了 L-天冬氨酸酶法脱羧技术，有效降低产品成本。2019 年公司以自产的β-丙氨酸为原料，成功实现D-泛酸钙的产业化。2021 年公司于科创板上市，推动 L-缬氨酸厌氧发酵法技术的产业化，并向丁二酸、苹果酸、丙二醇等新品进军。

依托成熟的合成生物技术研发平台，公司持续布局维生素、可降解材料、酸味剂等新品种，产品矩阵持续扩大。公司主要已投建和在建的产线包括氨基酸（L-丙氨酸、DL-丙氨酸、β-丙氨酸、L-缬氨酸、三支链氨基酸等）、维生素（D-泛酸钙、D-泛醇等）以及新材料（丁二酸、PDO、苹果酸、熊果苷等），下游应用涵盖日化、医药保健品、食品添加剂、饲料、可降解材料等领域。

公司设有河北秦皇岛、合肥、内蒙古巴彦淖尔和内蒙古赤峰四大生产基地：秦皇岛基地：以厌氧发酵法生产 L-丙氨酸，年产能达 2.6 万吨；拟建 5 万吨生物基苹果酸项目。合肥基地：作为公司酶法工艺平台，产品种类较为丰富，生产线包括 2000 吨L-丙氨酸、2500吨DL-丙氨酸、2000 吨β-丙氨酸、300 吨 D-泛酸钙、200 吨 D-泛醇、100 吨α-熊果苷等；7000 吨β-丙氨酸衍生物产能在建。 巴彦淖尔基地：定位为公司大发酵平台，交替年产 2.5 万吨丙氨酸、缬氨酸项目目前已建成投产，正在建设年产 16000 吨三支链氨基酸及其衍生物项目。 赤峰基地：主要生产生物基新材料，拟建年产 5 万吨丁二酸及年产 5 万吨1,3 丙二醇项目。此外具有配套年产 420000 吨玉米淀粉产能和年产 160000 吨葡萄糖产能。

公司的控股股东、实际控制人为公司董事长郭恒华。截至 2023 年 8 月11 日，郭恒华女士直接持有公司股权 19.84%。同时一致行动人郭恒平先生（与郭恒华女士系兄妹关系）持有公司2.22%股权。其余高管及核心技术人员郭恒平、樊义、张冬竹、唐思青等均直接或间接持有公司股权。秦皇岛华恒、合肥华恒、巴彦淖尔华恒、赤峰华恒为生产基地；上海沣融、秦皇岛沣融、南阳沣益主要从事货物贸易业务；实控公司天津智合拥有发酵法 PDO 技术，为公司实现发酵法生产 PDO 产业化提供了良好的落地条件。

1.2 合成生物制造：环境和气候变局下的减排降本方案

工业生物制造：降本增效有望对石油化工形成替代。随着全球气候变化、环境危机、能源资源短缺等问题的日益凸显，以化石资源为基础的传统工业制造产业链条正面临变革。在合成生物技术的推动下，全球工业生物技术发展速度迅猛，展示出可循环、低碳减排和降本增效等优势。工业生物技术是利用微生物或者酶将淀粉、葡萄糖、脂肪酸、蛋白甚至纤维素等农业资源转化为化学品、燃料或者材料的技术。与传统化工制造相比，以工业生物技术为核心的生物制造产业通常以可再生生物资源为原料，可摆脱石油资源依赖，降低能耗，大幅减少二氧化碳、废水等污染物排放，具有高效、绿色、可持续的优势特性，据世界自然基金会（WWF）估测，到 2030 年，工业生物技术每年将可降低 10 亿至25 亿吨的二氧化碳排放。化学产品的生物制造技术已成为传统化工产业升级变革的主要方向，世界各国纷纷将其纳入了重点战略发展领域。我国《“十三五”生物产业发展规划》中提出到 2020 年，要实现现代生物制造产业总产值超过1万亿元，生物基产品在全部化学品产量中的比重达到 25%，产业规模将呈现持续上升趋势。美国《生物学产业化：加速先进化工产品制造路线图》提出在未来十年（2015～2025 年），将通过生物学方法合成化工产品的能力逐步改善，提升到与传统化工方法相媲美的程度。OECD 案例表明，生物合成可降低工业过程能耗15-80%，原料消耗 35%-75%，减少空气污染 50%-90%，水污染 33%-80%；OECD 预测至2030 年OECD国家将形成基于可再生资源的生物经济形态，生物制造的经济和环境效益将超过生物农业和生物医药，在生物经济中的贡献率达到 39%。

生物制造产业的核心技术即合成生物技术，是在工程学思想的指导下，利用基因组测序、生物工程、化学合成和计算机模拟等技术进行生命设计与合成再造，开创了全新的科学研究模式。在生物制造产业化阶段，由于微生物细胞或酶的原有生物系统限制，工业化生产过程中往往会遇到许多技术瓶颈。在合成生物学的基础上，研发人员可以利用基因合成、基因编辑、途径组装与优化、细胞全局优化等技术，创建全新的细胞工厂，突破原有生物系统的限制，创造出更加符合产业化的新型生物系统，加速科技成果的工业化进程。随着合成生物学等的不断进步，生物制造产业的关键核心技术不断取得突破，部分生物制造技术已经实现工业化与产业化。未来，随着合成生物学等新技术的迅速突破，其将进一步与生物制造产业渗透融合，成为生物科技领域基础研究转化为实际社会经济效益的关键科学技术，为生物制造行业带来全新的发展机遇。华恒生物以 L-丙氨酸为代表的发酵法系列产品基于合成生物技术，围绕葡萄糖的分解代谢通路进行，在生产工艺上具有相关性和协同性。

在化工领域，合成生物学技术发展迅速，长期看生物路线正在对传统化学路线的实现替代。根据CBinsights，2021 年全球合成生物学化学领域市场规模为 18.22 亿美元，同比增长30%。麦肯锡预测未来10-20年，合成生物学技术将每年对化工能源等领域的 1600-2700 亿美元市场产生直接经济影响。欧洲《工业生物技术 2025 远景规划》提出力争于 2025 年实现生物基化学品替代传统化学品的10%至20%，其中化工原料替代 6%至 12%，精细化学品替代 30%至 60%。

1.3 公司业绩持续成长，盈利能力稳定

公司业绩快速增长，盈利能力上升。2021 年至 2023 年上半年期间，公司缬氨酸和丙氨酸产品大幅放量，业绩快速增长。2022 年公司实现营业收入 14.19 亿元，同比增长 48.69%；实现归母净利润3.2 亿元，同比增长 90.23%。2023 上半年公司实现营收 8.5 亿元，同比增长 35.14%；实现归母净利润1.91 亿元，同比增长48.26%。

2017 年至 2022 年期间，公司综合毛利率与净利率保持较高水平。2017 年至2022 年期间，公司整体销售毛利率在 30%以上，销售净利率在 10%以上。2021 年公司销售毛利率和净利率均有所下滑，一方面由于新增产线投产，各项成本对应增加；另一方面玉米价格上涨推动葡萄糖采购价大幅上涨近30%，导致直接材料成本上升。2022 年以来受益于葡萄糖价格回落、公司上调丙氨酸价格以及L-缬氨酸工艺持续优化等因素，公司毛利率水平回升，2022 年全年毛利率为 38.66%，净利润为 22.51%。2023 年上半年公司毛利率为41.86%，净利率为 22.49%。

公司现金流情况良好，费用率整体稳定。2019 年至 2023 年上半年期间，公司生产经营和销售收款情况良好，经营活动产生的现金流量净额分别为 1.81、1.1、0.96、3.57、2.60 亿元。2021 年至2022 年期间，公司投资活动现金流出较大，主要原因是募投项目的建设投资。费用率方面，2019 年至2023 年上半年期间，公司研发费用率基本稳定，维持在 6%左右。2021 年销售费用率下降较多，主要系公司将运输费纳入营业成本核算。管理费用率在 2022 年有所上升，主要系员工人数增长导致薪酬费用增加，以及公司股份支付费用增加所致。2019 年至 2020 年期间，公司财务费用率保持在 1%左右，2022 年下降为负值，主要系受汇率波动，汇兑净收益增长所致。

2. 全球最大的 L-丙氨酸生产企业，生物发酵法成本优势显著

2.1 L-丙氨酸：历经“石油基酶法—好氧发酵—厌氧发酵”工艺演进，向日化领域应用扩展

L-丙氨酸历经“石油基酶法—好氧发酵—厌氧发酵”工艺，技术演进推动日化等应用领域扩展。丙氨酸是组成人体蛋白质的 21 种氨基酸之一，作为构成生命基础物质蛋白质的基本单元，具有重要的生理功能。丙氨酸具有α-丙氨酸和β-丙氨酸两种同分异构体，其中α-丙氨酸存在 L-丙氨酸和D-丙氨酸两种立体镜像，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。L-丙氨酸的初期应用主要以石油基产物为原料通过酶法生产而得，由于受到高昂的石化原料成本约束以及环保压力，市场需求量低，应用领域主要在医药及保健品、食品添加剂等市场，用作合成维生素 B6、制备酱油、鱼露等的原材料。通过对工业生物技术的长期探索研究，行业内成功实现了发酵法 L-丙氨酸产品的规模化生产技术，使L-丙氨酸产品的主流工艺从酶法演变到发酵法。通过代谢工程改造，可以获得高效生产 L-丙氨酸的工程菌，但很长时间内主要集中于好氧或两步法发酵制备 L-丙氨酸，并无实际产业化的案例。

华恒生物全球首次实现厌氧发酵 L-丙氨酸量产，成本降低 50%。中国科学院天津工业生物技术研究所的张学礼博士（现为公司董事、首席科学家、核心技术人员）等人通过创建新的合成途径和设计代谢进化等方案，实现了厌氧发酵法高效合成产物，打破了氨基酸发酵葡萄糖原料转化率不高于78%的行业瓶颈。相对于传统石化路线或者好氧发酵工艺，厌氧发酵技术具有成本低、能耗少、转化率高等优势。2012年，华恒生物实现了全球首次厌氧发酵 L-丙氨酸技术万吨级的商业化生产，后续与张学礼课题组合作开发了厌氧批式串联发酵工艺，大幅缩短了发酵时间，并避免了二氧化碳排放，生产成本相比化工路线降低50%，推动了丙氨酸的应用领域向日化等领域大规模扩展，促进下游巴斯夫、诺力昂等企业成功开拓新型绿色螯合剂 MGDA 在欧洲和北美市场的需求，进而拉动丙氨酸整体需求量的增长。

2.2 L-丙氨酸应用广泛，绿色环保的 MGDA 螯合剂推动日化需求增长

L-丙氨酸产品广泛应用在日化、医药及保健品、食品添加剂和饲料等众多领域，需求增长迅速。在日化领域，L-丙氨酸是合成新型绿色螯合剂 MGDA 的主要原料，还可用于合成温和氨基酸表面活性剂，是L-丙氨酸的主要应用领域，2019 年占比约 55%。在医药及保健品领域，L-丙氨酸是合成维生素B6、丙谷二肽等的原料，作为营养强化剂或补充剂，可用于制备氨基酸注射液，同时也是抗菌药氧氟沙星、高血压治疗药依那普利以及新型丙肝治疗药索非布韦等的重要原料，占比约 30%。在食品添加剂领域，L-丙氨酸的甜味是蔗糖的 1.2 倍，能与其他呈香味的物质混合显出更高级的香味，占比约10%。饲料领域，L-丙氨酸可以促进动物生长，缓解应激以及预防疾病，增强免疫和生糖能力，还可增强饲料鲜味，柔和口感，起到良好的诱食作用，占比约 5%。

根据公司招股书，2019 年全球丙氨酸系列产品需求约 5 万吨，其中以L-丙氨酸为主，需求量约为3.8万吨至 4.2 万吨，占丙氨酸总需求的 76%-84%。公司 2022 年年报预计 2016-2023 年期间全球丙氨酸市场复合增长率为 12.83%，2023 年全球需求有望达到 8.1 万吨。

日化领域需求占 L-丙氨酸总需求约 55%，以 L-丙氨酸为原材料的 MGDA 凭借绿色清洁等属性实现了对传统螯合剂替代。根据招股说明书，2019 年日化领域的需求量占 L-丙氨酸总需求量约55%。洗涤剂的主要成分通常包括表面活性剂、螯合剂、氧化剂、生物酶制剂等，其中螯合剂主要起到协同去污、抑制水垢形成的作用。市场对于自动洗碗机洗涤剂的需求是洁净力强，性质温和且防止结垢，这使得洗涤剂中的螯合剂通常需要添加磷酸盐来结合洗碗水中的钙镁离子以防止形成白色水垢。然而磷酸盐会造成水生系统中的藻类泛滥，因此 2010 年以来美国等地颁布了禁令禁止使用含有磷酸盐成分的洗涤剂。2010 年，巴斯夫发现了强力有效的新型螯合剂 MGDA，兼具自然生物降解、螯合能力强、毒理安全、洗涤残留少等多重优点，在保证相同清洗效力的情况下，可以有效解决传统螯合剂带来的环境和健康问题。L-丙氨酸为MGDA的主要原料。2012 年 6 月起，华恒生物与巴斯夫签署保密协议，探讨发展发酵法L-丙氨酸领域的合作。由于MGDA 不受洗涤剂产品形态限制，目前已广泛应用于自动洗碗机洗涤剂、织物洗涤剂、工业用洗涤剂、纺织和水处理等领域之中。根据公司招股书，2019 年 MGDA 全球需求量约 16 万吨，2023 年全球需求量或达到 39.34 万吨，得益于 MGDA 优秀的螯合能力、生物降解能力、生物毒理性以及环保性，市场规模预计以约 22%的年复合增长率持续增长，实现对传统螯合剂的持续替代。根据《新型绿色螯合剂MGDA合成研究进展》一文，每千克 MGDA 的 L-丙氨酸用量为 136.02 克，我们测算 2019 年在MGDA领域的L-丙氨酸需求为 2.18 万吨，2023 年有望增长至 5.35 万吨。

日化领域 MGDA 主要应用于欧美家用自动洗碗机专用洗涤剂，国内自动洗碗机增长空间广阔。从存量市场看，欧美等发达经济体的自动洗碗机渗透率普遍较高，根据前瞻产业研究院，2020 年美国、法国、德国、意大利等国的渗透率分别为 70%、55%、69.5%和 49.3%，因此 MGDA 在海外的增量主要依托MGDA对传统螯合剂的替代实现，而中国洗碗机渗透率依然处于较低水平，仅为 2%左右，远低于日本的29%，更不及欧美等国。奥维云网预测，2023 年我国洗碗机整体规模将达到 206 万台，约115 亿元市场规模，预测零售额同比增长 8.7%，我国相对庞大的家庭户数体量意味着未来洗碗机仍有广阔的提升空间，随着国民消费理念的改变，我们预计国内自动洗碗机的持续普及将带动 MGDA 需求的成长。目前 MGDA 的主要采购方为巴斯夫及诺力昂，应用范围有望推向个人护理领域。巴斯夫使用MGDA生产 Trilon® M 可生物降解螯合剂，诺力昂使用 MGDA 生产 Dissolvine® M 绿色螯合剂。2020 年巴斯夫护理品牌推出了 Neutrol MGDA 个人护理应用螯合剂，可适用于沐浴露、液体香皂、洗发水、造型产品、婴儿清洁产品、护肤霜和牙膏等领域，MGDA 应用范围向个人护理等领域的扩张有望推动MGDA在日化领域应用的持续提升。

2.3 L-丙氨酸全球市占率超 60%，龙头地位稳固

丙氨酸产能主要集中在中国，厌氧发酵工艺是华恒生物占据全球超 60%份额的核心壁垒。全球丙氨酸产能主要集中在中国，从竞争格局看，除华恒生物以外，其他的 L-丙氨酸生产企业包括烟台恒源、丰原生物和日本武藏野等，同时存在部分企业小规模开展 L-丙氨酸业务或建设生产线。丰原生物可采用生物发酵法生产 L-丙氨酸，产能为 3 万吨。烟台恒源采用酶法生产工艺生产 L-丙氨酸，产能约3000 吨。日本武藏野主要以化学法生产 DL-丙氨酸，除销往日韩等国家作为食品添加剂以外，主要销往国内日化领域，市场规模相对较小。根据《L-丙氨酸厌氧发酵关键技术及产业化》，截至 2022 年末，华恒生物的L-丙氨酸全球市占率已经超过 60%。公司 L-丙氨酸核心优势在于使用厌氧发酵工艺。与酶法生产工艺相比，厌氧发酵法生产工艺以可再生的葡萄糖为原料、在常温常压的反应条件下、采用“一罐式”发酵使得L-丙氨酸产品成本降低约 50%，单价较酶法降低 30%，毛利率由约 20%大幅提升至 40%以上。根据中国轻工业联合会的鉴定意见，目前公司厌氧发酵法生产 L-丙氨酸的关键技术已达到国际领先水平。由于L-丙氨酸生产实现了发酵过程的二氧化碳零排放，符合欧美市场的绿色生态标签要求，因此更适用于合成新型绿色螯合剂MGDA、氨基酸表面活性剂等日化领域的应用，成功打入了巴斯夫等化工巨头的产业链。

2017-2020 年上半年，受益于规模化生产和工艺提升带来的料耗和能耗降低，公司厌氧发酵法L-丙氨酸的单价持续下调，分别为 1.71 万元/吨、1.62 元/吨、1.57 万元/吨和 1.48 万元/吨，而同期酶法价格高于2万元以上。若以公司对巴斯夫售价作为公司 L-丙氨酸产品价格参考，2021 年和2022 年发酵法L-丙氨酸价格分别为 1.39 万元/吨和 1.59 万元/吨，其中 2022 年的价格上行主要是由于2022 年下半年公司与巴斯夫协商调增价格和汇率影响所致。利润方面，2017-2020 年上半年，发酵法 L-丙氨酸毛利率稳中有升，分别为42.08%、45.69%、49.53%和 46.79%，较酶法高 20%-30%。从销售情况看，发酵法工艺贡献了公司L-丙氨酸业务多数的收入和销量。2017-2020 年上半年期间，公司发酵法 L-丙氨酸销量分别为1.72、2.01、2.05和 1.20 万吨，而公司同期酶法 L-丙氨酸销量分别为 0.13 万吨、0.15 万吨、0.13 万吨和0.07 万吨，发酵法L-丙氨酸占 L-丙氨酸的整体销售超过 92%。2017-2020 年上半年期间，公司 L-丙氨酸产能利用率分别为78.1%、97.6%、103.1%和 96.4%，产销率分别为 103.5%、95.8%、91.8%、114.8%，订单较为饱和。根据2023年6月 20 日的审核问询函回复，2022 年公司丙氨酸产品产能利用率为 102.77%。

3. 拥有发酵法和酶法两大平台，经验积累向氨基酸与维生素品种迁移

3.1 发酵法和酶法双平台实现经验迁移，产学研合作推动新品开发

公司自设立以来始终注重技术研发，厌氧发酵法和酶法两大技术平台积累深厚，品种拓展能力强劲。通过持续的研发投入和技术创新，公司实现了厌氧发酵法生产 L-丙氨酸等关键核心技术的突破，积累并构建了发酵法和酶法生产丙氨酸及其衍生物产品的两大关键技术平台，还先后推出了β-丙氨酸、D-泛酸钙、α-熊果苷等多种产品，并以与 L-丙氨酸相同的厌氧发酵法技术路线开发出诸如L-缬氨酸等其他生物基产品。

公司长期坚持产学研结合，深度赋能新品研发。公司核心技术研发人员为首席科学家张学礼先生，现任中国科学院天津工业生物技术研究所二级研究员。张学礼先生成功构建了L-丙氨酸、丁二酸、D-乳酸、β-揽香烯、番茄红素、人参皂苷等化学品的高效微生物细胞工厂，完成 11 个化学品技术转让，在国内首次实现 L-丙氨酸、丁二酸和 D-乳酸发酵法的产业化。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，直接持有公司 3.4%股权。2011 年 3 月，张学礼通过其控制的技术投资平台百迈生物，向华恒生物转让了“用葡萄糖发酵生产 L-丙氨酸并带有华恒生物标记的高产菌株”的非专利技术，该技术为发酵法生产 L-丙氨酸的初代菌株。2014 年 5 月，公司与中科院微生物研究所签订了技术许可合同，获得中科院微生物研究所拥有的“一种高 L-天冬氨酸α羧化酶活性的工程菌及其在生产β-丙氨酸中的应用”的技术独占实施许可权利。2019 年 4 月公司与中科院天工所签订了技术开发（委托）合同，获得中科院天工所研发的高效生产 L-缬氨酸的初代菌株。2022 年 7 月公司和天工生物签订《低PH 发酵法生产L-苹果酸技术许可合同》，华恒生物以独家实施许可的方式承接天工生物的低 PH 发酵法生产L-苹果酸技术。2022年9 月，华恒生物与欧合生物签署《技术许可合同》，欧合生物将其拥有的“发酵法生产丁二酸”的相关技术授权华恒生物使用，该技术许可的性质为独占实施许可。2022 年 9 月，华恒生物以自有资金1000万元对参股公司智合生物增资，实际控制智合生物，智合生物主要从事发酵法 1,3-丙二醇等产品的技术开发及产业化。2023 年 5 月，华恒生物股东大会通过议案，拟与欧合生物签署《技术许可合同》，欧合生物将其拥有的植酸和肌醇高产菌株及其发酵纯化技术授权华恒生物使用，该技术许可的性质为独占实施许可。

3.2 L-缬氨酸：饲料必需氨基酸，公司厌氧发酵法成本优势显著

L-缬氨酸是哺乳动物的必需氨基酸，主要添加于饲料以增强动物体质，也可用于医药、食品营养等领域。缬氨酸是一种含有 5 个碳原子的支链非极性α-氨基酸，是具有旋光性的化合物，分为L型和D型。L-缬氨酸是组成蛋白质的氨基酸之一，也是哺乳动物的必需氨基酸和生糖氨基酸。L-缬氨酸作为三种支链氨基酸之一，在促进蛋白质合成、维持动物正常代谢和健康、机体组织修复、维持机体氮代谢等方面发挥着重要的作用，被广泛应用于饲料、医药、食品行业。L-缬氨酸主要用做饲料添加剂，具有改善母猪生产性能、提高母猪乳汁质量和产量，提高仔猪的断奶窝重和窝增重、提高动物机体免疫力及调节动物体内蛋白质代谢等多种功能，在生猪养殖产业中发挥着重要作用。L-缬氨酸也是构成鸡血清球蛋白的重要成分，被用作蛋鸡的第三限制性氨基酸，添加于玉米-豆粕型基础饲粮当中。医药领域，L-缬氨酸是人体必需的限制性氨基酸，是用作营养剂和代谢改善剂的复方氨基酸输液的组分之一，可用于治疗营养不良症，对外伤、烙伤，手术病人的恢复具有显著效果。L-缬氨酸也是合成抗高血压药物缬沙坦的原料，随着未来缬沙坦的市场需求量不断扩大，其对于上游原料 L-缬氨酸的需求亦将保持增长。食品领域，L-缬氨酸还是重要的营养强化剂，可用于改善营养不良症，对婴幼儿、孕妇、老年人有较高的营养价值。

受益于推进豆粕减量替代，饲料领域的 L-缬氨酸需求有望持续增长。根据公司招股说明书，全球缬氨酸需求量从 2016 年的 0.73 万吨增长到 2019 年的 3.25 万吨，年复合增长率高达65%，预计2020 年至2023年，全球市场将以约 24%的年复合增长率保持增长态势，则 2023 年全球需求约为7.68 万吨。根据《饲料添加剂品种目录》（2013），饲料添加剂主要包括氨基酸、氨基酸盐及其类似物（包括L-缬氨酸、L-丙氨酸、L-赖氨酸，L-苏氨酸等）、维生素及类维生素（包括 D-泛酸钙、D-泛醇、维生素A 等）等。随着近年来养殖业的快速发展，我国饲料需求逐年递增推动了饲料添加剂产业的发展。据中国饲料工业协会资料显示，2021 年我国饲料添加剂行业产值规模达 1154.90 亿元，同比增长 23.80%。根据《缬氨酸的开发与应用进展》，单吨饲料对 L-缬氨酸的需求约为 1.19 千克，按照国内人口计算，若 L-缬氨酸使用于各类肉类之中，国内居民 1 千克肉类消费对应 5000 吨的 L-缬氨酸需求。豆粕作为当前饲料工业的主流蛋白原料，在养殖业的使用量逐年增加，拉动大豆进口增加。在地缘政治风险、极端气候灾害等不利因素交织叠加下，我国大豆进口有很大的不确定性。2022 年 9 月，农业农村部召开豆粕减量替代行动工作推进视频会，会议指出深入实施豆粕减量替代行动，加大力度推广低蛋白日粮技术。低蛋白日粮是一种新型日粮，根据理想蛋白质模型添加一系列氨基酸，如 L-缬氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸以及苏氨酸等，可使日粮蛋白质降低2%～4%。低蛋白日粮的应用在一定程度上解决了蛋白质资源紧缺问题、节约了养殖成本，缓解了家禽养殖场环境污染等问题。2023 年 4 月，农业农村部印发《饲用豆粕减量替代三年行动方案》，提出了豆粕减量替代的目标和方法，明确要求三年后饲料中豆粕用量占比至少降低 1.5%。张相鑫等人的研究显示，低蛋白日粮中添加L-缬氨酸可提高仔猪生产性能。在豆粕减量和低蛋白日粮推广的背景下，L-缬氨酸需求有望持续增长。

目前 L-缬氨酸的生产企业主要包含韩国希杰、梅花、阜丰、华恒、伊品、丰原等。其中韩国希杰（沈阳）名义产能 5 万吨/年，梅花生物名义产能 2.75 万吨/年，伊品生物名义产能2 万吨/年。根据公司定增问询函回复，2021 年度 L-缬氨酸的销量大幅增长，在公司主营业务毛利占比提升至37.85%。截至2022年末，公司“交替年产 2.5 万吨丙氨酸、缬氨酸项目”生产 L-缬氨酸产销率达到 99.81%，产能利用率为123.15%。

公司持续开发 L-缬氨酸厌氧发酵技术。公司发酵法生产 L-缬氨酸采用高效的发酵菌株进行厌氧发酵，能耗低，葡萄糖转化率相对较高，杂酸产生少，通过直接浓缩结晶获得较高纯度的产品。同行业其他公司通常采用好氧发酵生产工艺，杂酸较多，能耗较高且经济性不高。2020 年公司开始L-缬氨酸的产业化生产，以厌氧发酵法生产 L-缬氨酸，其技术与公司现有的发酵法 L-丙氨酸生产技术以及产业化过程中对生产设备的选型要求较为一致，可以有效共用原有生产工艺流程和技术经验。公司联合中科院天工所利用合成生物技术已构建出多个 L-缬氨酸厌氧发酵菌株，发酵转化率不低于 50%，整体发酵周期控制在48 小时左右，产品纯度、比旋光度、色度及颗粒分布等多项指标方面均表现优异，处于行业内优势地位。依托公司在日化、医药及保健品、食品添加剂、饲料等众多下游市场已经积累的优质客户资源，公司L-缬氨酸的市场份额有望持续提升。根据定增问询函回复，目前公司下游客户包括新和成、牧原、华裕杰诚、美国普惠、SINOSTARCHEMICALS、VEGA PHARMA、SAM HPRP Chemicals 等国内外企业。

3.3 泛酸钙&泛醇：由酶法β-丙氨酸工艺延伸，维生素行业有力竞争者

β-丙氨酸：肌肽和维生素的重要组分，应用于医药、饲料、食品等领域。在生物体内，β型丙氨酸不参与蛋白质或酶的合成，是自发生成的肌肽和维生素的重要组分。β-丙氨酸主要用于多种生物试剂和有机合成中间体，可用于合成泛酸、泛酸钙、肌肽、CoA（辅酶 A）、帕米膦酸钠、巴柳氮等。

2018 年公司突破β-丙氨酸酶法工艺，以丙烯酸原料，大幅降低产品成本。2016 年公司实现以L-天冬氨酸为原料酶法脱羧生产β-丙氨酸，但由于生产成本较高，产品一直处于亏损状态。公司于2018年逐步停止采用该生产技术生产β-丙氨酸，当年β-丙氨酸的销售量大幅下降。2018 年底，公司突破酶法工艺，以廉价易得、毒理性更小的丙烯酸替代 L-天冬氨酸作为原料生产β-丙氨酸，实现了“降价+降本+增利”三重增效。2020 年公司新建 1000 吨产能，总计产能 2000 吨。随着生物制造技术工艺的不断优化，以及原材料丙烯酸和氨水的价格下降，公司β-丙氨酸销售单价大幅下降，销量大幅度上升，销量同比增长6.28%。

D-泛酸钙亦称维生素，是人体和动物体内辅酶 A 的组成部分，被广泛应用于饲料添加剂、医药、日化、食品添加剂等众多领域。D-泛醇，是维生素的前体，又称维生素原，是泛醇的右旋异构体。泛醇经皮肤组织吸收后，醇羟基被氧化，转化为泛酸，泛酸是合成辅酶 A 最重要的原料，而辅酶A是体内代谢的重要物质（比如三羧酸循环、脂类代谢等）泛醇转化为泛酸后可促进人体蛋白质，脂质，糖类代谢，以及保护皮肤和粘膜，改善毛发光泽，因此 D-泛醇是一种优异的皮肤与头发保护剂，主要用于化妆品行业液体制剂的添加剂和营养增补剂、食品、医药等领域。根据金达威可转债募集说明书，全球泛酸钙市场价值在 2022 年预计达 2.584 亿美元，并在 2030 年达 3.617 亿美元，年均复合增长率约为4.2%。根据华恒生物公告，全球 D-泛酸钙总产能约为 2.8 万吨，亿帆医药为泛酸钙最大供应商，6 家生产厂商中4 家为中国企业，国内产能占全球近 80%。 依托β-丙氨酸酶法工艺生产 D-泛酸钙，兼具环保和成本优势。国内泛酸钙产能大部分为化工合成法，随着环保要求的持续提升，生物法泛酸钙有望成为行业发展趋势。2018 年，公司利用自产的β-丙氨酸生产D-泛酸钙项目成功实现产业化，建成了年产 300 吨的生产线，规模较小。2021 年8 月公司投资建设7000吨β-丙氨酸衍生物项目，其中包括 5000 吨泛酸钙与 2000 吨泛醇产能。

D-泛酸钙和 D-泛醇构成公司维生素产品线，销量较为稳定。公司的 D-泛酸钙和D-泛醇两种产品共用产线，且主要原材料和生产工艺基本相同，因此统称为维生素产品线。2020 年度至2022 年度，公司D-泛酸钙和 D-泛醇产品销售收入合计分别为 3,943.74 万元、2,484.54 万元和 3,224.16 万元，占主营业务收入比例分别为 8.46%、2.95%、2.64%；销量分别为 264.49 吨、359.89 吨和 360.07 吨，销售较为稳定。

3.4 DL-丙氨酸：重要的食品添加剂，酶法工艺降本减耗

公司以 L-丙氨酸为原料使用酶法生产 DL-丙氨酸，形成了上下游产业链优势。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。DL-丙氨酸具有一定的甜味，可用作缓冲酸碱、防止褐变，被日、韩等国家用作食品添加剂。同时，DL-丙氨酸也可应用于日化领域，用于生产MGDA。2009年，公司以自产的 L-丙氨酸为原料，采用具有自主知识产权的酶法工艺，催化 L-丙氨酸消旋一步反应得到DL-丙氨酸产品。公司 DL-丙氨酸产品采用酶法工艺，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，提取工艺简单，产品纯度较高。

DL-丙氨酸市场预计 2020-2027 年期间 CAGR 为 7.1%，主要在日韩市场用作食品添加剂。DL-丙氨酸在国外主要应用于食品添加剂领域，销售区域主要集中在日韩等国。武藏野是日本当地最大的DL-丙氨酸生产企业，占据日本市场绝大部分份额，以化学合成法生产。根据恒州诚思，2020 年，全球DL-丙氨酸市场规模达到 0.42 亿美元，预计 2027 年将达到 0.67 亿美元，年复合增长率为 7.1%，食品级DL-丙氨酸占据主要市场，所占市场份额为 83%。目前国内尚未制定 DL-丙氨酸作为食品添加剂的质量标准。公司产品DL-丙氨酸除销往日韩等国作为食品添加剂外，主要销往国内日化领域，目前市场需求规模相对较小。2017-2020H1 期间，公司 DL-丙氨酸销售额分别为 2,246.53 万元、3,334.74 万元、2,967.57 万元和769.51万元，毛利率分别为 19.51%、29.96%、38.94%和 36.64%。

4. 核心客户稳定，布局可降解材料、苹果酸及维生素新兴品类

4.1 核心客户稳定，客户集中度显著降低

巴斯夫等核心客户稳定，客户结构调整带动集中度下降。海外客户方面，公司已与世界500强企业巴斯夫、味之素、伊藤忠、德之馨等公司建立了良好合作伙伴关系；国内客户方面，公司与多家优质化工、制药企业建立了长期业务往来，如诺力昂、天新药业、华中药业、华海药业等公司。2017 年至2020年期间，公司前五大客户销售额占营业收入的比例均超过 60%，其中巴斯夫作为全球最主要生产新型绿色螯合剂MGDA 的厂商之一，公司 L-丙氨酸产品是其原材料的主要选择，2017 至 2020 年期间，公司向巴斯夫的销售额占营业收入的比例均超过 40%。自 2018 年以来，随着公司海内外市场的持续开发，不断调整客户结构，前五大客户占比逐年下降。2022 年第一大客户巴斯夫的销售额占比降至 15.37%，客户集中度显著降低。目前公司生物基丁二酸、生物基苹果酸等产品已取得较好进展，部分客户已完成样品测试工作，并积极推进建立小批量供货意向；同时公司亦积极推进和行业内知名企业建立业务联系，推进样品寄样和测试工作。随着客户验证工作的陆续完成，公司客户结构将得到有效优化，客户集中度有望继续下降。

4.2 募投和储备品类丰富，丁二酸、丙二醇、苹果酸、肌醇推动平台化发展

公司募投和后续储备品类丰富，向可降解材料、生物基纤维和营养剂等新材料领域进军。2022年10月，公司发布预案，拟向特定对象发行，募投 17.2 亿元建设年产 5 万吨生物基丁二酸及生物基产品原料和年产 5 万吨生物基苹果酸项目；2022 年 12 月，公司发布对外投资公告，拟投资不超过4 亿元，建设生物法年产 5 万吨 1,3-丙二醇；2023 年 4 月，公司发布签订技术许可合同暨关联交易的公告，欧合生物将其拥有的植酸和肌醇高产菌株及其发酵纯化技术授权公司独占使用。通过多项合作和募投计划，公司依托合成生物平台技术向可降解材料、生物基纤维、营养剂等领域进军，构成公司未来成长的重要动能。

4.2.1 丁二酸：可降解塑料 PBS 原料，环保限塑有望推动需求快速增长

丁二酸：可降解塑料 PBS 原料，环保限塑有望推动需求快速增长。丁二酸又名琥珀酸，是重要的有机合成原料与有机合成中间体，可用于生产生物基 PBS、BDO（1,4-丁二醇）、丁二酸酐、丁二酰亚胺及其衍生物等产品，同时也可广泛应用于食品、医药、农业等领域。目前丁二酸项目以电解法和加氢法为主，电解法技术发展成熟，通过电极阴极反应顺丁烯二酸酐完成加氢还原生成丁二酸，阳极反应水分子氧化生成氧气，其能源消耗过大，且设备成本较高设备操作较为复杂等因素，新增产能获批受限；加氢法通常需要载有活性炭的镍或贵金属为催化剂，催化加氢得到丁二酸，反应温度需要 60℃-100℃，催化剂价格昂贵，过程中产生碳排放较大。基于合成生物工艺的发酵法是新增丁二酸产能的未来发展方向，主要原材料为玉米淀粉、葡萄糖等可再生资源，可以得到纯度更高，无化学污染的产品，因此生物发酵法具有条件温和、污染小等优点。发酵法投建项目以华恒生物和兰典生物等公司为代表。受益于PBS 等材料对丁二酸需求的推动，国内丁二酸项目在建或拟建产能超过 40 万吨。

PBS 属于完全生物降解材料，占丁二酸超过 50%的需求，产能投放加速或推动对丁二酸需求。PBS是由丁二酸和丁二醇（即 BDO）经过缩合聚合产生的聚合物。PBS 树脂属于完全生物降解材料，与PBAT、PLA 等材料相比，PBS 具有热稳定性强、成膜性能优异、耐水解性好、机械强度等特点，可用于包装、餐具、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。我国石油对外依存度长期处于 70%以上的高位，使用生物基产品替代传统石油基产品有望促进循环经济发展，降低化工行业中对进口石油的严重依赖，助力能源安全。伴随全球碳中和、可持续发展战略的持续推进，生物基塑料市场发展潜力巨大。根据华恒生物定增问询函回复，截至 2023 年 6 月国内规划的PBS 联产产能约234万吨，预计将催生对丁二酸需求。化工法生产丁二酸再聚合而成的 PBS 为非生物基可降解塑料，而发酵法合成PBS为生物基可降解塑料，PBS 另一原材料丁二醇也可以由生物基丁二酸加氢而来，以合成完全生物来源的PBS可降解塑料。

丁二酸还可用于生产 BDO，BDO 下游应用涵盖氨纶、工程塑料、GBL。丁二酸亦可作为原材料应用于 BDO（1,4 丁二醇）等领域，BDO 是一种重要的有机和精细化工原料，可用于PTMEG-氨纶产业链、工程塑料 PBT、GBL-NMP 产业链（γ-丁内酯）和 PBAT 等领域。根据《中国石油与化工》，2021 年国内BDO表观消费量为 170 万吨，2016 至 2021 年复合增速为 9.7%。下游第一大应用为PTMEG-氨纶产业链，BDO消费结构占比 51.6%；其次为 PBT 工程塑料，占 26.2%；PBAT 占总需求的2.4%。根据定增问询函回复，2023 年中国 BDO 产能合计 294.6 万吨，目前 BDO 电石/炔醛法是 BDO 的传统和主流生产工艺，但是电石产业属于典型的“高污染，高能耗，高碳排放”三高产业，新增产能投建审批较为严格。目前生物发酵法生产 BDO 分为一步法和两步法两种工艺，一步法由 Genomatica 公司掌握，两步法由中国科学院研发，国内企业运用，成功打通生物基丁二酸-生物基 BDO 链条。一步法也叫直接发酵法，将糖类物质直接转化为 BDO，生产工艺主要由 Genomatica 公司掌握，一步法的原料目前主要使用小麦秸秆和玉米秸秆。两步法利用微生物发酵将葡萄糖转化为丁二酸，再用生成的生物基丁二酸来生产BDO。两步法生产工艺由中国科学院研发。2021 年元利科技已经实现生物基 BDO 的工业化生产，产能约1.5 万吨，原料采用山东兰典的生物基丁二酸，这意味着国内企业推动 PBS 全生物基生产的步伐有望加快。

公司计划投建年产 5 万吨生物基丁二酸及原料生产基地建设项目，丁二酸毛利率预计达32.79%。公司拟在赤峰市宁城县投建年产 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，总投资约8.5亿元。项目建成并达产后将实现丁二酸的发酵法量产及生物基产品原料的大规模生产。根据定增问询函回复，预计 2024 年第二季度部分产线进入试生产，2027 年满产。定增问询函回复预计生物基丁二酸单价为1.54万元/吨，满产后有望下调至 1.42 万元/吨，毛利率可达 32.79%。公司预计全面达产后，包括玉米淀粉及副产物、葡萄糖等产品在内，年均可实现销售收入 22.4 亿元，综合毛利率为 13.38%。

4.2.2 1,3 丙二醇：PTT 纤维合成材料，国产替代有望加速

1,3-丙二醇(Propanediol)，简称 1,3-PDO 或 PDO，是重要的有机化工原料，可用于多种药物、新型聚酯 PTT、医药中间体及新型抗氧剂的合成。1,3-丙二醇作为重要的单体和中间体，主要用作合成PTT，2020年下游消费占比约 80%，化妆品、医药和其他分别占 6.5%、2.3%和 11.2%。根据华恒生物《关于对外投资的公告》，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。用于生产合成纤维的 PTT 中 1/3 用于地毯行业，2/3 用于服装行业。PTT 纤维兼有涤纶和锦纶的特性，除防污性能好外，还有易于染色、手感柔软、富有弹性，伸长性同氨纶纤维一样好，与弹性纤维氨纶相比更易于加工，非常适合纺织服装面料，有望替代服装应用中的 PET、PBT、PA6、氨纶等传统材料。

生物基丙二醇 2022-2029 年 CAGR 约为 24.48%，华恒等国内企业有望推进国产化。预计根据广州环洋市场咨询，2022 年全球生物基 1,3-丙二醇市场规模达到 4.82 亿美元，预计2029 年将达到23.25亿美元，2023-2029 年 CAGR 有望达到 24.48%。目前 1,3-丙二醇的工业化生产路线主要可分为化工法和生物法两大类，与化工法相比，生物法具有原料为可再生材料、成本较低、过程绿色环保等众多优点，根据中国纤维流行趋势，经生物法制得的 1,3-PDO 成本较石油基 1,3-PDO 下降 25%。根据率捷咨询，长期以来生物基PDO的生产技术被美国杜邦垄断。2020 年进口依赖度约 78%，进口产品主要来自杜邦，并由其在中国地区的PTT聚酯代工企业加工生产 PTT 聚酯。国内对生物基 PDO 的研发起步较晚，2014 年盛虹集团与清华大学合作开发出具有完全自主知识产权的生物基 PDO 及 PTT 纤维成套生产技术，2018 年3 月，清大智兴在山东的万吨级 PDO 生产线正式投产。2022 年 12 月 7 日，华恒生物发布《关于对外投资的公告》，拟采用自主研发的生物法生产 1,3-丙二醇技术工艺，建设年产 5 万吨 1,3-丙二醇工业化生产装置，投资金额不超过4亿元，预计建设期两年，有望加速 1,3 丙二醇领域国产替代步伐。

4.2.3 苹果酸：增量需求广阔的酸味剂，生物发酵法将成主流

苹果酸：增量需求广阔的酸味剂，公司 5 万吨生物发酵法产能在建。又名2-羟基丁二酸，又名2-羟基丁二酸，分子中有一个不对称碳羟基丁二酸，有两种立体异构体，以三种形式存在，即L-苹果酸、DL-苹果酸和 D-苹果酸。苹果酸应用领域广泛，主要应用在食品饮料、医药、化工等领域，作为酸味剂在食品和饮料领域的需求占比 80%以上。目前国内市场主流使用的酸味剂是柠檬酸，柠檬酸的酸味有迅速达到最高点并很快降低的特点，而苹果酸则刺激缓慢，且酸味比柠檬酸强约 20%，使用苹果酸复配柠檬酸作为酸味调节剂已逐渐受到消费者青睐。根据 IMARC Services Private Limited 数据，2021 年全球柠檬酸的市场规模约为 270 万吨，由于苹果酸和柠檬酸的复配使用甚至代替柠檬酸的潜力，苹果酸需求增量较大。目前苹果酸的生产工艺主要有化学合成方法、酶催化法以及生物发酵方法，多数工业生产以化学合成方法为主。化学合成方法通过加热马来酸得到苹果酸；酶催化法通过微生物中分离得到的富马酸酶催化富马酸得到苹果酸，其中富马酸是由石化资源制得的马来酸转化而来。目前，随着国家环保政策不断趋严，化工法产能存在受约束可能，发酵法制取苹果酸将是行业主要发展趋势。公司拟投资 6.84 亿元，预计新增生物基苹果酸产能 5 万吨/年，其中生物基 L-苹果酸 3 万吨/年，生物基 DL-苹果酸 3 万吨/年。目前公司已取得生物基苹果酸的食品生产许可证，已完成英国 BRC 食品安全认证，有望打入大型食品品牌供应链之中，预计2024年第二季度部分产线进入试生产，2027 年满产。公司预计全面达产后年均实现收入7.9 亿元，综合毛利率为 28.77%。除华恒生物以外，公开资料报道丰原生物具备 3 万吨发酵苹果酸产能，山东小为在建5万吨发酵法 L-苹果酸产能。

4.2.4 肌醇：产学研推动生物发酵法商业化，重要营养物有望加速量产

肌醇，也称为环己六醇，在动物、植物、微生物体内广泛存在，是人类、动物、微生物的必需营养源。肌醇已经广泛应用于医药、化妆品、饲料加工、食品饮料等领域。医药领域，肌醇可治疗因摄入碳水化合物过多而引起的脂肪肝，较胆碱、蛋氨酸效果更好，并还可有效治疗动脉硬化、糖尿病、肾炎及黄痘性肝硬化等症。食品方面，属于维生素 B 类的肌醇可作为保健食品、饲料，饮料、各类高级儿童食品添加剂，也可用于维生素功能饮料。此外含有肌醇的美容、营养化妆品也已被开发。未来肌醇为原料的减肥降脂保健食品、功能饮料和含有肌醇减压降脂药品，具有很大市场发展潜力。随着水产饲料业行业产量规模持续壮大，肌醇作为水产饲料的一种维生素添加剂使用量逐年提高。

肌醇制备方法主要有加压/常压水解法、植酸钠水解法、酶催化法，华恒独占发酵法生产工艺有望成本替代。加压水解法是以米糠、饼粕为原料生产肌醇，从米糠或麸皮中提取植酸钙，经过加压水解生产肌醇，缺点是生产效率低，生产设备要求高，易造成环境污染。酶催化法采用酶级联反应生产肌醇，缺点是产物分离提纯复杂，酶的生产成本高，酶不稳定。2023 年 4 月 25 日，根据《关于签订技术许可合同暨关联交易的公告》，欧合生物将其拥有的植酸和肌醇高产菌株及其发酵纯化技术授权公司使用，该技术许可的性质为独占实施许可，独占实施许可期限为 20 年。欧合生物主要从事合成生物相关技术的初创研究与开发，郑华宝博士为欧合生物执行董事兼总经理，持有欧合生物 9.09%的股权，全面负责欧合生物的研发、经营管理等工作。郑华宝博士为浙江农林大学教授，有机废弃物资源化利用团队负责人。曾主持国家重点研发计划子任务、浙江省重点研发等项目。发表国内外论文 40 余篇，授权发明专利 9 项。欧合生物开发的植酸和肌醇高产菌株及其发酵纯化技术聚焦生物发酵法生成肌醇，以葡萄糖为原料，经过系列关键中间代谢产物最终生成植酸和肌醇。生物发酵法生产植酸和肌醇具有十分明显的成本优势，发酵条件温和，占地面积小。

我国是全球肌醇的主要生产国，以出口为主，需求持续增长。我国是肌醇主要生产国家，根据智研咨询，2021 年度我国肌醇行业产能约 1.85 万吨，行业参与者包括诸城浩天药业、河北宇威生物、邹平陈氏生物等。2015 年我国肌醇产量达 6043.4 吨，2021 年产量增长至 9796.7 吨，2015-2021 年我国肌醇产量年复合增长率为 8.38%。2021 年我国肌醇行业产量 9796.7 吨，出口量 7340.5 吨，国内肌醇行业需求量为2502.4吨。2021 年后在环保政策趋严，企业成本上升，下游需求市场景气度提升的综合影响下，国内肌醇价格大幅攀升，2022 年度均价在 15.49 万元/吨左右。

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