2024年华恒生物研究报告：平台型合成生物学龙头，扩充“氨基酸+维生素+新材料”产品矩阵

专注合成生物学20 年，铸就全球丙氨酸龙头

公司基本情况：全球丙氨酸系列产品份额第一，打造合成生物学发酵法和酶法两大技术平台

华恒生物是一家以合成生物为核心的高新技术企业，目前主营产品包括氨基酸系列产品（L-丙氨酸、DL-丙氨酸、β-丙氨酸、L-缬氨酸）、维生素系列产品（D-泛酸钙、D-泛醇、肌醇）和其他产品等。公司成立近20 年，专注于合成生物学技术创新与产业化。公司前身为 2005 年成立的安徽华恒生物工程有限公司，2011年突破 L-丙氨酸厌氧发酵工艺，2016 年突破酶法制备β-丙氨酸工艺，2017年突破 D-泛酸钙催化工艺，2018 年实现利用低成本原料丙烯酸制备β-丙氨酸。2019年，工信部和工经联将公司 L-丙氨酸认定为制造业单项冠军产品。2021年4月，公司上市科创板，并将厌氧发酵技术拓展到 L-缬氨酸的规模化制备。2022年公司公告计划拓展产品线，拟建设丁二酸、1,3-丙二醇、苹果酸相关产能。公司现拥有合肥、秦皇岛、巴彦淖尔、赤峰四大生产基地：赤峰智合和秦皇岛沣瑞业务主要集中在制造业，AHB（US）LLC 和南阳沣益主要从事区域性销售。

公司技术和工艺优势行业领先，具备较强的生物制造技术工艺升级和迭代能力。公司拥有微生物细胞工厂为核心的发酵法工艺和酶催化为核心的酶法工艺，建成了发酵法和酶法两大技术平台，系全球首家实现厌氧发酵法规模化生产L-丙氨酸的企业，丙氨酸系列产品份额现居全球第一。目前，公司以葡萄糖、氨水、天冬氨酸和丙烯酸等为原材料进行丙氨酸、L-缬氨酸等小品种氨基酸及D-泛酸钙（维生素 B5）、α-熊果苷等精细化学品的生产，产品被广泛应用于中间体、动物营养、日化护理、植物营养和功能食品与营养等领域。公司在合成生物学领域的产业布局优势显著，掌握了一系列核心技术，涵盖菌株构建、发酵控制、分离提取、母液产物回收等生物制造的全过程，主要采取“以销定产”与“合理库存”相结合的生产模式。公司具有优质稳定的客户资源优势，依托技术突破和成本优势，服务于包括世界 500 强企业在内的多个境内外优质客户。此外，公司还具备效益显著的低成本和产业链优势、绿色低碳的可持续发展优势、经验丰富的人才团队和产学研创新模式优势等。

发展历程回顾：公司发展近 20 年，专注于合成生物学技术创新与产业化

工艺突破阶段：公司前身为 2005 年成立的安徽华恒生物工程有限公司。2005年，安徽华恒生物工程成立，当年实现投产；2007 年，光学纯L-丙氨酸技术行业领先、承担科技部“创新基金创新项目”；2009 年，科研中心及DL－内车间开工、建设完成；2010 年，公司引进发酵法丙氨酸项目、承担国家发改委微生物示范专项。2011 年，公司突破 L-丙氨酸厌氧发酵工艺，秦皇岛华恒成立、一期改造完成；2012年，首届创新创业大赛荣获全国三等奖、承担“科技部863 计划”。2013年，公司完成股份制改造，秦皇岛华恒二期扩建完成；2015 年，合肥华恒成立、秦皇岛华恒二期扩建开工。

品类拓展阶段：2016 年，公司突破酶法制备β-丙氨酸工艺，被授予“省博士后工作站单位”，Beta-内车间顺利投产，秦皇岛华恒二期改造工程于2016年9月投产，新增 L-丙氨酸产能 15000 吨，全资子公司上海沣融生物科技有限公司和秦皇岛沣瑞生物科技开发有限公司正式成立；2017 年，公司突破D-泛酸钙催化工艺，华恒生物研究院奠基开工、熊果苷车间顺利投产；2018 年，公司实现利用低成本原料丙烯酸制备β-丙氨酸，发酵法丙氨酸入选改革开放40 周年科技创新成果、泛酸钙车间顺利投产；2019 年，获得制造业单项冠军产品、国家知识产权优秀企业等荣誉；2020 年，获得轻工联合会技术发明一等奖、巴彦淖尔华恒顺利投产。

高速成长阶段：2021 年 4 月，公司登陆科创板上市，厌氧发酵技术拓展到L-缬氨酸规模化制备，2021 年间秦皇岛发酵法丙氨酸扩产，进一步夯实公司在丙氨酸相关行业的龙头地位。2022 年，公司全资子公司秦皇岛华恒入选国家级专精特新“小巨人”企业名单，公司 IPO 募投项目巴彦淖尔交替生产丙氨酸、缬氨酸项目和秦皇岛发酵法丙氨酸技改扩产项目按计划建成达产，产能快速释放，增强了公司在动物营养领域的核心竞争力，实现了公司主营业务的多元化。2022 年10 月28日，公司公告定增预案：拟向特定对象发行股票募集资金总额不超过16.89 亿元，拟投入“赤峰基地年产 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”、“年产 5 万吨生物基苹果酸生产建设项目”和补充流动资金3 亿元。2023年，公司利用自筹资金对项目进行先行投入定增项目建设，同时肌醇、三支链氨基酸等产品开始释放产能，积极推进“年产 5 万吨的生物基1,3-丙二醇建设项目”建设。公司启动生产基地卓越制造项目，旨在通过建立有效、持续运行的循环改善体系。我们预计 2024 年公司丁二酸，1,3-丙二醇及苹果酸等产品产能有望逐步释放。

股权结构：公司股权较为集中，控股股东、实际控制人、董事长为郭恒华。郭恒华女士全面主持公司经营管理工作，是公司战略方向指引者、主要的经营和管理者。早在 2006 年，公司就在郭恒华女士的带领下确认了“发展生物技术，服务生命健康”的公司使命。郭恒华女士毕业于长江商学院EMBA，是安徽省第十一届、十二届人大代表，中共合肥市第八届党代会代表，中国女企业协会常务理事，长江商学院安徽校友会副会长；曾任合肥市妇联副主席，合肥市女企业家协会会长，安徽省女企业家协会副会长。工作履历：1998 年1 月至2003 年7 月任安徽氯碱化工集团有限公司常务副总经理；2005 年 4 月至2013 年11 月任华恒有限董事长兼总经理；2011 年 1 月至今任秦皇岛华恒执行董事兼经理；2013 年11月至今任公司董事长兼总经理；2015 年 12 月至今任合肥华恒执行董事。截至 2023 年 9 月 30 日，郭恒华直接和间接合计持有公司29.54%的股份，是公司的第一大股东和实际控制人；郭恒平与郭恒华系兄妹关系，是郭恒华的一致行动人，因此郭恒华实际控制公司股权的 31.75%。张学礼作为公司核心技术人员，持股数量 520 万股，占总股本比 3.3%；公司高管张冬竹直接持有公司股份1.56%。三和投资为核心员工的持股平台，持股数量 1571 万股，占总股本比9.97%；安徽恒润华业投资有限公司持股数量 501.3 万股，占总股本比3.18%。

股权激励彰显公司长期发展信心。公司积极完善薪酬管理标准，进行包括股权激励在内的多种激励政策：公司于 2021 年 12 月 8 日向30 名激励对象（均为公司核心高管、技术骨干及人员等）授予限制性股票，其中2021 年股权激励计划第一类限制性股票授予对象分别为郭恒华、张学礼、张冬竹、樊义；第二类限制性股票授予对象为 26 人。股权激励为员工谋福利，更彰显了公司对自身未来的信心，并且有效地将股东、公司和核心团队三方利益结合在一起，有助于提升员工积极性，彰显公司长期发展信心。

近年来公司产品产能不断扩张，产品矩阵持续丰富。公司目前拥有河北秦皇岛、合肥长丰、内蒙古巴彦淖尔和内蒙古赤峰四大生产基地，以及合肥市高新区华恒合成生物技术研究院。现有和规划的生物基产品总产能达到23.6 万吨。其中：（1）公司总部合肥长丰基地：是酶工程及泛酸钙智能工厂。合肥基地主要通过酶法工艺生产高纯度产品，主要包括 2000 吨的 L-丙氨酸产线、2500 吨DL-丙氨酸产线、2000 吨β-氨基酸产线、300 吨泛酸钙产线及100 吨熊果苷产线，并正在建设β-氨基酸衍生物 7000 吨产线，2022 年底工程进度70%。（2）秦皇岛基地：是丙氨酸全系列产品超级工厂。目前主要以葡萄糖为原料通过厌氧发酵生产 L-丙氨酸，L-丙氨酸发酵产能达到 2.6 万吨。奠定了公司在丙氨酸领域的优势地位。 （3）内蒙古-巴彦淖尔基地：通过发酵法交替生产L-丙氨酸和L-缬氨酸，自2021年起开始产出 L-缬氨酸，为公司业绩提升做出贡献。巴彦淖尔基地是三支链氨基酸超级工厂，一期年产能 2.5 万吨；“年产 1.6 万吨三支链氨基酸及其衍生物项目”逐步达产，增加公司产品矩阵。 （4）内蒙古-赤峰基地：2022 年计划建设赤峰基地，布局丁二酸及1,3-丙二醇业务，加速扩充公司产品矩阵。 （5）华恒研究院：专注工业生物前沿技术研究开发，是工业生物中试平台、生物技术联合创新生态园。

自研+合作+授权，构建强大技术壁垒

合成生物学核心在于经改造的底盘细胞通过表达植入的特定基因从而获得目标产品，因此选择合适的底盘细胞并通过基因线路设计获得正确的代谢途径至关重要。如何实现规模化生产是合成生物学的另一个核心难点。经改造的底盘细胞是生命而不是机器，无法套用传统制造业大规模生产扩增的方法。公司深耕合成生物学领域近 20 年，在底盘细胞构建和规模化生产方面积累了深厚经验；并通过与国内顶尖研究院所进行“产学研”合作模式，积累诸多技术；近期公司频频进行资本运作、外延的方式来获得技术独家授权，为新产品的开发铺平道路。以上三种模式给公司构成了强大的技术壁垒。

华恒生物底蕴深厚，拥有强大自研能力。华恒生物公司在菌种定向筛选，产物发酵及产物提纯方面具有深厚积累。公司建有合成生物学和菌种定向筛选平台，筛选效率相较传统方法提升明显。此外，公司还采用进化代谢技术，在工业发酵生产中，通过适应性驯化使菌种连续传代，筛选出具有耐受自来水、高盐高渗透压能力的优势菌株。在发酵与提取阶段，公司研发人员在总反应计量式基础上，通过葡萄糖流加策略，建立了 L-丙氨酸发酵最优化控制模型；在分离提取阶段，公司不断优化分离提取工艺流程，选用超滤膜和纳滤膜去除色素、蛋白等杂质，通过吸附、浓缩、分离、洗晶、离心、干燥、包装等工序，最终得到高纯度产品。在研发方面，公司成立了华恒合成生物技术研究院，引进海外高端人才，搭建系统与合成生物中心，完善从菌种构建技术研发-小试中试放大-工厂大规模生产相结合的全产业链技术产业化路径，围绕发酵法和酶法两大技术平台，加速布局在研管线产品，形成合成生物技术相关的核心竞争力。

公司聚集了一批以首席科学家张学礼研究员为首的高水平专业研发和技术创新人员。充足的人才储备，高素质的研发团队为公司持续跟踪前沿生物技术发展、快速研发满足客户需求的产品奠定了基础。公司研发人员由上市时的59 人快速增加到 2023 年年中的 175 人。其中，公司董事、首席科学家、核心技术人员张学礼先生毕业于上海交通大学生物化学与分子生物学专业，获得博士学位；2005年至2007 年于美国佛罗里达大学微生物和细胞科学系从事博士后研究工作；2007年至2010 年任美国佛罗里达大学微生物和细胞科学系科研助理教授，现任中国科学院天津工业生物技术研究所研究员、中国微生物学会分子微生物学与生物工程专业委员会委员、生物工程学会合成生物学专业委员会委员，2013 年11 月至今任公司董事；2016 年 1 月至今担任公司首席科学家。

张学礼研究员擅长从物质代谢、能量代谢和生理代谢三方面解析微生物高效合成化学品的代谢调控机制，创建出一系列高效微生物细胞工厂，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。张学礼研究员已主持和参加国家重点研发计划、国家863/973 计划、国家自然科学基金委员会、中国科学院等各类科研项目 30 余项，获得纵向经费数千万元，侧面印证其强大科研能力。张学礼研究员在公司主要为研发体系建设提供技术支持和专业指导，先后为多个项目提供前沿理论支撑，指导技术研究方向，并提示研发风险，保障公司研发项目的顺利实施。

华恒生物注重于科研院所合作，坚持产、学、研相结合的创新模式。公司已与中科院天工所、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，并与中国工程院郑裕国院士合作共建华恒绿色生物制造院士工作站，在科技创新和人才培养等方面开展全面合作：为产业发展储备技术和人才，提升公司的综合技术研究能力。科研院所通常拥有完善的实验设备、研发人员、专业知识等开展研发活动所需的必要基础条件，在实验室初代菌种培育方面具有一定的技术优势。目前公司产品的初代菌种获取主要依赖于外部科研院所，如公司发酵法生产 L-丙氨酸产品的初代菌种来源于百迈生物等、DL-丙氨酸产品的初代菌种来源于中国科学院上海生命科学研究院湖州工业生物技术中心、β-丙氨酸产品与α-熊果苷产品的初代菌种来源于中国科学院微生物研究所。

研发支出占营收比例持续在 5%以上，加快新产品及新专利的布局。近年来，公司研发投入强度维持在 5%以上，研发人员占比维持在高位。公司高度重视技术创新和自主知识产权积累，仅 2023 年上半年，公司新增发明专利9 项，新增实用新型专利 7 项。同时，公司还积极通过外延的方式，获取明星产品的专利授权及控股相关公司，并加速新产品的开发及产业化。其中，2022 年9 月9 日，公司召开第三届董事会第十八次会议审议通过《关于签订技术许可合同暨关联交易的议案》，公司拟与欧合生物签署《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。2022 年 9 月，公司拟向参股公司智合生物增资持股25%，并实际控制智合生物，以快速推动发酵法 BDO、玫瑰精油等技术成果产业化。2022年，公司在赤峰基地启动建设年产 5 万吨生物基丁二酸及生物基产品原料生产基地项目和年产 5 万吨的生物基 PDO 项目，在秦皇岛基地启动建设年产5 万吨生物基苹果酸建设项目。

新品放量带动公司业绩快速增长，产品效益实现稳步提升

公司业绩情况：公司上市后经营业绩快速增长。2019 年公司新投产D-泛酸钙产品；2020 年，受到 L-丙氨酸替代 DL-丙氨酸生产 MGDA 影响，下游对DL-丙氨酸采购量有所减少，下半年 D-泛酸钙价格回落等，2020 年公司业绩出现小幅下滑。2021年，公司在巴彦淖尔基地逐步大规模量产发酵法 L-缬氨酸产品，公司缬氨酸及丙氨酸产品产销量增加推动业绩快速增长，2021 年公司营业收入达到9.54亿元，同比增长 95.81%，实现归母净利润 1.68 亿元，同比增加38.92%。2022 年，缬氨酸及丙氨酸继续放量，公司业绩继续增长：2022 年公司共实现营业收入14.19亿元，同比增长 48.74%，实现归母净利润 3.20 亿元，同比增长90.23%。2023年前三季度氨基酸类产品产销量增加，公司继续保持高速增长态势，营业收入达13.64亿元，同比增长 38.61%，归母净利润为 3.2 亿元，同比增长47.42%。

氨基酸产品贡献公司主要营收，公司销售毛利率与净利率长期维持在较高水平。公司技术储备深厚，生产工艺不断迭代，氨基酸产品毛利率长期维持在40%左右。其他产品由于还未形成规模化效应，毛利率水平相对偏低。2021 年，受主要原材料（淀粉、葡萄糖、L-天冬氨酸和氨水等）价格上行、预付材料款项增加、大客户占比出现下滑等影响，公司销售毛利率和净利率均有所下滑。2018-2020年公司丙氨酸系列产品的毛利润占比超 80%，丙氨酸的主要需求方为巴斯夫、诺力昂等大型国际化工企业，产品结构相对单一、下游客户也较为集中。2021 年来随着巴彦淖尔基地产能逐渐释放，丙氨酸及缬氨酸销售收入大幅增加，公司业绩快速增长。2022 年以来受益于原料葡萄糖价格回落、公司上调丙氨酸价格以及L-丙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%。整体来看，2018-2022 年期间，公司销售毛利率维持在30%以上，销售净利率均在 10%以上。截至 2023 年第三季度，公司毛利率为41.29%，净利率为 23.41%。在生产规模化、原料价格变化及产品结构优化等多重利好因素下，2023 年公司毛利率水平明显好转。

公司现金流情况良好，债务压力相对较小。2018 年至2023 年第三季度，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0.89、1.81、1.10、0.96、3.57、3.70 亿元。近三年来，公司募投项目的建设投资，投资活动现金流出较大。2023 年第三季度筹资活动产生的现金流量净额增加，主要系短期借款增加及现金分红所致。现金流方面，公司近两年来货款回笼能力提升，2021年至 2023 年第三季度期间，公司现金收入比分别达到89.17%、85.08%、97.16%，处于良好水平。同时，公司净利润和经营性现金流同步保持良好的增长趋势，现金流状况良好，持续为公司产品结构升级与业务拓展提供强力支持。2021年至2023 年第三季度期间，公司流动比率分别为 466.12%、221.85%和94.72%，债务压力相对低。

公司期间费用率稳中有降，研发投入持续维持较高水平。2018 年公司向高级管理人员实施了股权激励，导致管理费用率相对较高，之后管理费用保持稳定。随着公司业务规模扩大，销售费用率略有降低。公司财务状况良好，财务费用维持在较低水平。2021 年销售费用率明显下降，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，2018年以来公司人力投入回报率维持在 210%-290%的水平，人力资本有效性较高，人力资源的效率和效能处于良好水平。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。

合成生物学：优势明显，前景广阔

积木搭建生命，被誉为第三次生物技术革命

合成生物学是生命科学领域的一门新兴交叉科学,被视为理解生命的“新钥匙”、未来的颠覆性技术之一，也是世界各国重点发展布局的领域之一。合成生物学是一门融合了生物学、信息学、基因组学、化学等多学科的交叉学科，在学习自然生命系统的基础上，建立人工生物，从而制造出满足人类需求的产品。合成生物学由于实现了从“认识生命”到“设计生命”的跨越，被学界誉为第三次生物技术革命。合成生物学通过设计和建造微生物细胞工厂，能够使微生物以淀粉、纤维素、CO2等可再生物质为原料，生产重要的化工品、天然药物、食品、生物能源以及生物材料等产品，合成生物学具备转化效率高、成本低、对环境更加友好等优点。

合成生物学在应用技术方面，人工合成基因组技术在代谢工程、蛋白工程、细胞工程、基因工程、制药工程中的运用拓展了合成生物学的应用领域。合成生物技术应用涵盖平台开发、医药、化工、能源、食品和农业等重点领域。（1）平台：工程化信息平台包括非生物平台和生物平台。哈佛大学等基于纸张开发出价格低廉、无菌的非生物合成生物学技术；（2）医药：涉及疾病诊断、疫苗抗生素、药物、基因治疗、细胞工程等产品；（3）能源环境：利用微生物合成高能生物燃料或遗传改造微生物使其能将生物质转化为乙醇、蛋白质等；4）化工：系统设计和改造实现生物路线对化学路线的逐步替代，包括化学品、材料、工业酶、工业流体和个人护理等产品的市场开发；5）食品：涉及人造肉、油、酒、蛋白质、食品添加剂和天然功能成分等；（6）农业：涉及农作物及畜牧生产环节，包括成本控制、化肥农药减施、生物传感器等。

合成生物学合成生物学最初由 Hobom B.于 1980 年提出来表述基因重组技术，随着分子系统生物学的发展，2000 年 E. Kool 在美国化学年会上重新定义了“合成生物学”概念，这标志着合成生物学的正式出现，之后学科迅速发展。合成生物学 20 余年的发展历程 大致可以分为 4 个阶段：（1）合成生物学的萌芽（2000—2005 年），这个时期产生了许多具备领域特征的研究手段和理论，特别是基因线路工程的建立及在代谢工程中的成功运用；（2）基础研究快速发展期（2005—2011 年），合成生物学研究开发总体上处于工程化理念日渐深入、使能技术平台得到重视、工程方法和工具不断积淀的阶段；（3）快速创新和应用转化时期（2011—2015 年），这个时期涌现出了大量新技术和新工程手段，特别是人工合成基因组能力的提升，以及基因组编辑技术的突破等，从而使合成生物学的研究与应用领域大为拓展；（4）飞速发展新时期（2015 年至今），合成生物学的“设计—构建—测试-学习”等概念提出，多学科融合程度加深，叠加资本市场加速入场，行业产业化飞速发展。

菌种构建及生产过程放大与优化是合成生物学最大技术壁垒。生物制造的核心在于经改造的底盘细胞通过其自身代谢，表达植入的特定基因从而获得目标产品，因此选择合适的底盘细胞并通过基因线路设计获得正确的代谢途径至关重要。随着代谢科学的不断发展，结合量子化学计算、AI 辅助分子设计等技术通过对底盘细胞的“设计-构建-测试-学习”循环改进，实现对生物性状的定向构建优化，满足产业化应用。细胞工厂构建过程周期长，对设备、人员、经验、资金等要求均较高，是合成生物学产业最大壁垒。此前的步骤解决了目标产品“从0 到1”的问题，而规模化生产解决的是“从 1 到 100”的问题。经改造的底盘细胞是生命而不是机器，无法套用传统制造业大规模生产扩增的方法。生物反应器的机械叠加，容易导致温度、压力、pH 值等条件失控，从而导致原料的转化率低下，甚至导致工程菌株批量死亡。因此，如何实现规模化生产是合成生物学的另一个核心难点。

合成生物学路线成本低、可开发新型材料、绿色环保，优势明显

合成生物学路线替代化学合成或天然提取路线，可显著提高生产经济性。（1）合成生物学以淀粉等粮食原料、秸秆等农业废弃物以及CO2等为原料，使得原材料成本占比降低。（2）相较于化学反应，合成生物学大部分反应在微生物或酶的作用下进行，反应条件更温和，产业链长度以及生产周期缩短。（3）合成生物学借助酶催化反应，酶与底物结合及催化特异性强，使得底物转化效率高，减少副产物和三废生成。以丙氨酸生产为例，其生产工艺历史上经历了从天然提取法、化学合成法（传统化工制造）、酶法到发酵法的技术演变，天然提取法和化学合成法存在成本过高、合成路线较长和环保压力大等问题，目前，通过合成生物学对菌株进行改造后丙氨酸单位成本较发酵法大幅下降。合生生物学方法可用于制备生物基药物、化学品及其他新材料。天然生物中有超过 300 万种的新分子和新材料有待开发应用，生物基材料主要包括小分子和聚合物、生物大分子和生物材料等。同时，生物系统中存在着大量复杂的代谢路径，其有希望替代化工合成途径，例如用生物合成药物前体、用酶代替化工催化过程。部分特殊材料基于石油的化工制造过程也非常困难，造价很高，对于一些特殊材料，化工方法无法合成 ，比如蛛丝蛋白、高分子肌动蛋白材料等，这些材料如果需要大规模生产应用，这些材料只能通过合成生物学方式制备。

合成生物学可以在原料端摆脱对化石原料的依赖，生产过程中节能减排，可以实现材料的绿色低碳制备。合成生物学可以生物质、二氧化碳等可再生原料，生产清洁、高效、可持续的化学品和能源产品，实现对不可再生资源的逐步替代。经过合成生物学方法改造过的光合藻类富含大量的脂质，可用来制备“生物柴油”，实现对石化柴油的替代。据中科院天工所统计，相较于石化路线，目前合成生物制造产品平均节能减排 30％-50％，未来有望达到50％-70％。世界自然基金会（WWF）预估，到 2030 年工业生物技术每年可降低10 亿吨至25 亿吨二氧化碳排放。这将对替代化石原料、高污染高排放工艺路线的替代及传统化工产业的升级产生重要的推动作用。

技术、政策、资本共同推动合成生物学快速发展

生物技术的快速发展推动合成生物学快速发展。由于基因测序、基因编辑、基因合成三个合成生物学底层技术的快速发展，使合成生物学的研发成本不断降低。大数据处理、深度学习及 AI 辅助分子设计等信息技术的发展，实现了底盘细胞设计的快速迭代设计，加快了工程菌的研发。相关底层技术的快速发展奠定了合成生物学产业爆发的基础。

近 20 年来，合成生物学专利数量增加迅速，可见合成生物学是近年来的专利研发热点之一。从基础研究到实际应用转化速度明显加快。近15 年，测序成本下降超10000 倍，oligo 合成成本下降约 10 倍，基因测序和基因合成是DBTL 循环的核心技术环节，成本合成生物学关键步骤成本的快速下降直接推动了合成生物学的迅猛发展。

合成生物学具备颠覆性特质，各国政府均在出台政策积极推动相关产业发展。拜登政府将合成生物学列为《2021 美国创新与竞争法案》十大关键技术重点领域之一，同被列为重点技术的包括人工智能、半导体、量子科学等。2022 年美国总统拜登签署了《关于推动生物技术和生物制造创新以实现可持续、安全和可靠的美国生物经济的行政命令》，旨在鼓励美国生物技术和生物制造。中国发布的《第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》中，也明确将合成生物学列为科技前沿领域方向之一。目前，北京、上海、深圳、天津等地方政府也陆续将合成生物学列为发展规划的重点关注领域。

资本加速入局，合成生物学带动全速投融资热潮。根据Synbiobeta 数据，2020年合成生物学获得融资总和超 78 亿美元，约为 2018 年的两倍。2021 年合成生物学行业融资总额约 180 亿美元，几乎是 2009 年以来该行业融资的总和。据不完全统计，2021 年中国合成生物学相关投融资案例 16 起，较2020 年增长10起；获得 22.95 亿元的融资，较 2020 年增长 1.36 亿元。2022 年，合成生物学企业融资活跃度再创新高。据不完全统计，2022 年中国合成生物学企业融资至少43起，融资金额超过 66 亿元，创下了新的融资纪录。

合成生物学市场空间广阔，工业化学品占19.8%

全球合成生物学市场规模：有望按 CAGR 24%成长至2024 年的188.85 亿美元。工业化学品产品将占合成生物学市场规模的 19.8%。据BCC Research 数据，2019年，全球合成生物市场规模达到 53.19 亿美元，预计在2024 年将成长至188.85亿美元，2019-2024 年 CAGR 达 24%。从下游行业应用来看，医疗健康、科研和工业化学品为合成生物学的三大应用行业，其中医疗健康是最大的细分市场，2024年市场规模有望达到 50.22 亿美元，将占整体合成生物市场规模的26.6%；科研、工业化工产品则将分别占到 21.0%、19.8%。据 BCG 预计，到2026 年，三大应用方向将继续领跑，三大应用方向的全球市场规模都将超过60 亿美元。从细分赛道增速方面来看，由于食品和饮料以及消费品有低客单价和高频的特征，预计是未来几年增速最快的两个细分赛道，2024 年市场规模分别为25.75亿美元和 13.46 亿美元；医疗健康和科研尽管是占比最大的两个细分赛道，增速却是最慢的。食品饮料、农业和消费产品将迎来大幅提升，并且CAGR 将远超过医疗健康、科研和工业化学品，迎来超过 40%的高增长率。

华恒生物：全球领先的合成生物学小品种氨基酸龙头

氨基酸是含氨基和羧基的一类有机化合物的统称，是构成蛋白质大分子的基础结构，几乎一切生命活动都与之有关，广泛应用于医药、农业、保健、食品、饲料、化妆品等领域。2022 年我国大品种氨基酸产能充沛，如赖氨酸产量255 万吨，净出口 144 万吨，国内用量约 100 万吨；蛋氨酸产量44.3 万吨，国内用量40万吨；苏氨酸产量 84 万吨，主要用于出口，净出口量 54.5 万吨。而小品种氨基酸缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、精氨酸、组氨酸、苯丙氨酸等亟需扩大产能、降低成本。目前我国生产的氨基酸大品种氨基酸如谷氨酸、赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸等处于稳定增长期，小品种氨基酸如丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、异亮氨酸等处于快速成长期。

丙氨酸系列产品优势明显，下游需求前景广阔

丙氨酸是一种脂肪族的非极性疏水性氨基酸，在生物体中有重要生理学功能，如参与糖代谢活动；在转氨反应中提供氨基，氨基酸可以转化为糖原。丙氨酸分为α-丙氨酸和β-丙氨酸。α-丙氨酸存在 L 型、D 型两种立体镜像，即L-丙氨酸、D-丙氨酸。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。化学法是生产丙氨酸的传统方法。但是丙氨酸生产的化工流程工艺流程长、温度高、压力大、强酸碱、环境污染严重。目前工业化生产丙氨酸采用发酵法和微生物酶法代替了原有的化学合成法丙氨酸。丙氨酸在食品、医药日化等领域具有广泛应用，目前最主要应用为日化领域制备 MGDA。

公司自成立之初就实现了酶法制备 L-丙氨酸，2009 年实现了酶法制备DL-丙氨酸工艺，又于 2011 年实现了丙氨酸的厌氧发酵。公司目前丙氨酸系列产品在全球市场中占有率超 50%，是公司拳头产品。 L-丙氨酸是公司丙氨酸系列产品中最主要的细分类型，在丙氨酸系列产品实现收入中占有较高份额，2017、2018、2019 年以及 2020 年1-6 月公司丙氨酸系列产品占主营业务收入的比例分别为 99.62%、98.57%、86.79%和87.17%。2023年1-6月公司丙氨酸产品产能利用率为 99.64%，产能利用率已趋于饱和状态。

构建以可再生葡萄糖为原料厌氧发酵生产 L-丙氨酸的微生物细胞工厂。公司在注重自主研发的同时，不断加强产学研合作，持续推进生物制造技术和产品应用研发构建了以可再生葡萄糖为原料厌氧发酵生产 L-丙氨酸的微生物细胞工厂。传统的 L-丙氨酸发酵方式为好氧发酵，但好氧发酵使得大量碳源用于微生物的生长，导致糖转化率低，且发酵过程中需要通气，增加了能耗，发酵罐被杂菌污染的风险也大大增加。厌氧发酵则有望规避好氧发酵以上缺点。限制厌氧发酵的关键科学问题有两个，第一是厌氧条件下葡萄糖到 L-丙氨酸的还原力供给不足，第二是厌氧条件下微生物繁殖较慢，菌种数量少，且单个微生物的合成效率偏低。

公司于 2012 年在全球首次实现了 L-丙氨酸厌氧发酵生产，实现了L-丙氨酸生产成本的大幅度下降。传统的 L-丙氨酸发酵方式为好氧发酵，但好氧发酵使得大量碳源用于微生物的生长，导致糖转化率低，且发酵过程中需要通气，增加了能耗，发酵罐被杂菌污染的风险也大大增加。厌氧发酵则规避了好氧发酵以上缺点。限制厌氧发酵的关键科学问题有两个，第一是厌氧条件下葡萄糖到L-丙氨酸的还原力供给不足，第二是厌氧条件下微生物繁殖较慢，菌种数量少，且单个微生物的合成效率偏低。 公司首席科学家张学礼通过向大肠杆菌中引入来自嗜热脂肪芽孢杆菌的酶系统创建了 L-丙氨酸的新合成途径，成功解决了 L-丙氨酸厌氧发酵过程中还原力不足的问题。张学礼通过设计代谢进化的方案，提升单个微生物的合成效率，实现了在菌种较少的条件下高效发酵 L-丙氨酸，最终获得的工程菌合成效率提高了8倍，糖转化率高达 95%。公司在后续放大化培养基发酵过程中又开发了L-丙氨酸厌氧批式串联发酵工艺，建立了节能高效发酵的新模式。该模式特点是可以只使用简单无机盐培养基加葡萄糖发酵，且发酵过程无需种子罐，无需通气，大幅缩短了发酵成本和发酵时间。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，是创新发展、产学研合作、绿色制造的成功范例。

丙氨酸下游需求持续增长，公司凭借 L-丙氨酸厌氧发酵工艺显著降本增效，L-丙氨酸产品竞争力显著。据华恒生物招股说明书披露，2019 年全球丙氨酸需求约5 万吨，其中以 L-丙氨酸为主，需求量约 3.8-4.2 万吨，占丙氨酸需求的76%-84%。据中国生物发酵产业协会预计，2016-2023 年全球丙氨酸将以12.83%的复合增速高速增长，2023 年全球丙氨酸需求约达 8 万吨。全球丙氨酸产能主要集中在国内市场，而华恒生物凭借厌氧发酵工艺，显著降低了L-丙氨酸生产成本，产品极具竞争优势。据招股书披露，2020 年上半年，公司发酵法L-丙氨酸单价水平比酶法低 31%，毛利率水平高出 21%。作为全球最大的 L-丙氨酸制造商，公司L-丙氨酸产品产销量遥遥领先：2019 年全球丙氨酸系列产品市场需求总计约5 万吨，公司2019 年丙氨酸系列产品的产量和销量分别为 2.57 万吨、2.37 万吨，行业市占率约 50%，处于行业领先地位。根据《L-丙氨酸厌氧发酵关键技术及产业化》数据，截至 2022 年末，华恒生物的 L-丙氨酸产品市占率超60%。

MGDA 低毒、可降解是新一代洗涤剂主要原料。常用的洗涤剂螯合剂主要有磷酸盐、羟基酸、氨基酸以及丙烯酸类聚合物。磷酸盐主要是三聚磷酸钠（STPP），在全球限磷、禁磷的趋势下逐渐淡出市场。羟基酸主要有葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠等，一般价格较高。丙烯酸类属于高分子螯合剂，除具有螯合能力外，兼具增稠作用。氨基酸类主要包括乙二胺四乙酸（EDTA）、羟乙基乙二胺三乙酸（HEDTA）、 二乙烯三胺五乙酸（DTPA）、氮川三乙酸（NTA）、甲基甘氨酸二乙酸（MGDA）等。其中，EDTA 不易生物降解，NTA 具有潜在的致癌性，DTPA可能对胎儿有害。MGDA 结构类似于 NTA，易于生物降解、无毒，具有很高的安全性，能快速作用于无机和有机污垢，被应用于织物洗涤剂、自动餐具洗涤剂和无机沉淀物的清洗等领域，是螫合剂业界相当重视生物分解性型产品。

MGDA 对传统螯合剂的加速替代，叠加下游洗碗机市场广阔的发展前景，MGDA需求持续增长。2010 年巴斯夫于德国开始量产 MGDA，用于高端洗涤剂，之后在美国、巴西不断扩大生产规模，当生产装备全部建成后，巴斯夫MGDA 的产能将达到17万吨，对丙氨酸需求旺盛。公司厌氧发酵生产的丙氨酸质优价廉，2013 年打入了化工巨头巴斯夫供应链公司，未来有望享受由下游MGDA 市场扩张带来的红利。据中国生物发酵产业协会预测，2019 年全球 MGDA 需求量约为16 万吨，到2023年有望达到约 39 万吨，年均复合增速达 25%。根据《新型绿色螯合剂MGDA合成研究进展》MGDA 中 L-丙氨酸用量 136.02 克/千克，预计2023 年MGDA 领域L-丙氨酸的需求量为 5.35 万吨。我们看好，在 MGDA 市场和下游应用快速发展的推动下，尤其在日化领域中，全球丙氨酸市场需求量保持快速增长。

打通 L-丙氨酸下游产业链，酶法 DL-丙氨酸充分发挥协同效应

DL-丙氨酸是公司丙氨酸产品细分领域之一，L 型、D 型的混合比例为1:1，为α-丙氨酸的外消旋体。DL-丙氨酸拥有丙氨酸物质的共性，主要应用于食品添加剂和日化领域。由于 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。由于国内尚未制定 DL-丙氨酸作为食品添加剂的质量标准，DL-丙氨酸在国内主要用于日化领域，外销日韩用于调味剂。目前市场规模尚且较小，2020 年全球 DL-丙氨酸市场需求量在 3000 吨左右。武藏野株式会社是日本最大的 DL-丙氨酸生产企业，在全球中也具有较高影响力，其采用化学合成法生产 DL-丙氨酸。华恒生物以自产L-丙氨酸为原料，采用酶法合成 DL-丙氨酸，借助厌氧发酵 L-丙氨酸低成本优势，拓宽下游产业链。从工艺路径来看，DL-丙氨酸采用发酵-酶法二步合成，反应环境均处于常温常压下，降本减耗优势明显。

厌氧发酵方式规模化生产缬氨酸，打造公司第二增长极

生化中根据合成途径通常将氨基酸分为 5 类：谷氨酸类型、天冬氨酸类型、丙酮酸衍生物类型、丝氨酸类型和芳香族氨基酸类型。合成途径属于丙氨酸衍生物类型的氨基酸包括丙氨酸、缬氨酸和亮氨酸，且异亮氨酸合成与该途径也紧密相关。缬氨酸是组成蛋白质的 20 种氨基酸之一，属于三种支链氨基酸之一。其作用是促进蛋白合成、抑制蛋白分解，增强机体的免疫能力，促进动物骨骼T 细胞转化为成熟 T 细胞，调节动物内分泌水平。缬氨酸必须从饮食中摄取，属于必需氨基酸，在实际应用中，缬氨酸一般跟亮氨酸或异亮氨酸搭配使用，可以提高肉鸡的生产性能、哺乳母猪产奶量和仔猪窝增重等（动物必须从日粮中摄取才能满足其营养需求），被广泛应用于饲料、医药和食品等领域。

通过自主研发和产研合作，华恒生物围绕 L-缬氨酸获得了一系列专利成果，具有较强的技术优势。从合成工艺来说，丙氨酸的合成步骤主要是由丙氨酸转氨酶催化丙酮酸生成，华恒生物依靠在丙氨酸发酵代谢路径改造积累的技术优势，成功开发了厌氧发酵 L-缬氨酸技术。此举也是华恒生物将生物制造领域的成功生产经验应用到其他产品当中、加速更多新产品产业化落地进程的重要一步。公司采用全程厌氧发酵工艺生产 L-缬氨酸，发酵转化率高于50%，整体发酵周期控制在48小时左右，发酵转化率与发酵时长均明显高于行业平均水平，产品在纯度、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。目前华恒生物公司在巴彦淖尔建设有交替年产 2.5 万吨丙氨酸、缬氨酸项目（按需生产丙氨酸、吨缬氨酸）、年产 16000 吨三支链氨基酸及其衍生物项目等，公司已经成为缬氨酸供应商四强之一。

缬氨酸的主要下游应用领域为饲料行业。目前蛋白质资源短缺及畜禽排泄物中氮、磷排放的污染是我国畜牧业发展面临的两大问题。因此，在保障畜禽正常生长和生产性能的前提下，开发高效的低蛋白氨基酸以平衡饲粮体系，已成为动物营养领域的热点。低蛋白质氨基酸平衡饲料中通常缺乏支链氨基酸，尤其是缬氨酸和异亮氨酸，通过适量添加支链氨基酸可以在减少蛋白质原料用量，降低畜禽氮排放的前提下提高畜禽生长和生产性能，还能增强肠道免疫屏障功能、改善肠道健康、提高畜禽免疫力。 2020 年以来，农业农村部组织制定发布了《仔猪、生长育肥猪配合饲料》《产蛋鸡和肉鸡配合饲料》等国家标准及行业标准，为全行业推行低蛋白日粮提供了遵循。2020 年 9 月发布的《仔猪、生长育肥猪配合饲料》GB/T5915-2020 中增加了缬氨酸项目，分别对不同发育阶段的仔猪和育肥猪饲料中缬氨酸添加量作出规定，缬氨酸成为赖氨酸后第二大氨基酸添加剂。截至 2023 年12 月底，市场缬氨酸价格在 16-17 元/千克附近，2020 年以来，育肥猪饲料价格不断上涨，目前约3.85元/千克，以育肥猪配合饲料 0.5%缬氨酸添加量测算，缬氨酸成本占饲料成本约2.5%，下游对价格弹性敏感度弱。

随着农业农村部豆粕减量替代行动的推动，饲用豆粕减量替代取得阶段性成果。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，在全行业深入实施豆粕减量替代行动，这将进一步促进氨基酸精确配方饲料的推广，缬氨酸在禽畜饲料中的用量将进一步扩大。2022 年全年，我国畜牧业生产全面增长的情况下，饲用豆粕比上年减少 320 万吨，相当于减少大豆需求410 万吨，饲用豆粕在饲料中的占比降至 14.5%。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》，明确提出 2023 年-2025 年饲用豆粕用量指标，在确保畜禽生产效率稳定的前提下，饲料中豆粕用量占比每年要下降0.5 个百分点以上，到 2025 年要降至 13%以下。 我国饲料需求的自然增长增速约 3-4%，随着低蛋白日粮持续推广，氨基酸产品需求增速更高。目前，豆粕仍然是饲料中主流蛋白原料，但我国饲用豆粕主要来源于进口大豆压榨生产，容易受到地缘政治和极端天气因素等影响，存在阶段性供给紧张问题，近年来国际市场豆粕价格上涨较快且价格波动大。在保障国家粮食安全的政策背景下，对豆粕实施减量替代，有助于保障我国饲料粮安全，稳定饲料粮供需关系，降低企业成本。在豆粕减量替代措施中，实施低蛋白日粮可有效减少豆粕需求。据农村农业部专家测算，推广低蛋白日粮技术，最低可减少饲料蛋白需求约 1320 万吨，相当于 36%的进口饲料蛋白。

缬氨酸产能快速增长，华恒生物缬氨酸市占率超 30%。近年来，生物合成氨基酸工业的快速发展推动了低蛋白日粮的应用和推广，氨基酸精确配方饲料迎来了快速发展，L-缬氨酸在饲料里的需求量大幅增长，全球缬氨酸市场规模也保持着快速增长态势。从需求端看，根据中国发酵产业协会数据显示，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%；2016年至 2023 年复合增长率预计达到 40.21%。从供给端看，目前缬氨酸生产企业主要包含韩国希杰集团、梅花生物、宁夏伊品、华恒生物四家，此外金象生化、拜克生物、新疆阜丰等厂家也建有缬氨酸产线。由于缬氨酸与其他发酵法生产的氨基酸应用设备及生产流程近似，以上厂家产线多为柔性生产，根据市场需求生产不同的产品。据博亚和讯和我们不完全统计，2023 年国内缬氨酸产能已达到约14万吨/年，行业供应持续增长，预计未来新增 L-缬氨酸产能将达2-3 万吨。

产能快速扩张、生猪周期景气度低迷造，近三年来缬氨酸价格在低位震荡运行。近五年来缬氨酸产能高速扩张，且近两年来生猪景气下行，缬氨酸供需两端压力较大，近三年来缬氨酸价格低位震荡。 从缬氨酸需求增速角度，在我国畜牧养殖集约化不断提高、氨基酸精确配方饲料快速发展、饲料配方持续优化的过程中，我们看好支链氨基酸需求仍有望快速增长。根据中国发酵产业协会数据显示，近年来全球缬氨酸市场规模保持着迅猛增长态势，全球需求量从 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，全球缬氨酸市场将以约24%的年复合增长率保持增长态势。到 2023 年市场需求量在 11 万吨左右，基本供需平衡。据QYResearch 预测，2022 年全球缬氨酸市场市场规模为20 亿元，预计2029 年将达到24 亿元，CAGR 为 2.6%（考虑到单价，市场规模增速不及需求增速）。猪周期方面，我们认为在猪价低迷和养殖疾病的干扰下，能繁母猪产能开始加速去化。考虑到 2024 年上半年猪价可能维持深度亏损水平，行业中资产负债率和养殖成本双高的养殖群体有望迎来产能出清，预计猪周期有望实现反转行情。虽然猪周期的变化在短期内对缬氨酸需求的边际增加影响较小；但长周期来看，未来养殖业的趋势仍然是产业集中度持续提升、中小企业或将加速出局、低蛋白日粮快速发展、对生猪养殖效率/健康免疫力的要求提升等，缬氨酸的行业景气度有望长期受益于生猪等养殖行业的集约化、现代化、标准化发展。

以生物法进军肌醇行业，产业链协同发展D-泛酸钙

近两年来肌醇行业高景气，华恒绿色肌醇生产技术逐步产业化

肌醇（环己六醇，维生素 B8，分子式为 C6H12O6）属于维生素类产品。肌醇具有调节生物膜磷脂平衡和机体代谢等重要的生物学功能，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。肌醇被广泛应用于动物水产营养、食品饮料、医药、化妆品等领域，据华经产业研究院数据，我国肌醇产业链下游应用领域主要为医药及化妆品领域，占比 45.9%，其次为食品饮料行业，占比 32.62%；饲料加工领域则占比 21.48%。在医药、化妆品领域，肌醇已可用于治疗癌症、呼吸窘迫综合征等，并且对皮肤有保湿、调理的作用；在饲料领域，肌醇作为促生长添加剂添加于动物日粮中，可以提高动物的生长性能和免疫性能；在食品领域，肌醇主要作为营养强化剂应用于保健品、饮料及婴幼儿配方乳粉中。未来，肌醇行业需求机遇主要来自于新兴市场对高品质肉类和家禽产品的需求增加，以及功能性饲料方面对动物健康的关注提升，具有功能性的饲料成分的需求增加。

肌醇价格走势复盘：近 30 年以来价格波动较大。肌醇的生产原材料主要是米糠和玉米，生产企业通常分布在原材料资源丰富的地区，生产区域集中度较高，目前全球肌醇的生产主要集中在东亚地区。我国最早是 1959 年由上海九福制药厂开始生产肌醇，20 世纪80 年代中期，全国产量为800吨，到 20 世纪 90 年代初，产量超过 1000 吨。自1990 年代以来，人们发现肌醇与肉瘤碱可使脂肪转化为热能消耗掉，因此含有肌醇的减肥降脂健美食品和营养保健品风靡欧美各国。从上个世纪 90 年代中期，我国开始规模化生产肌醇。随着肌醇国外市场的扩大，我国企业抓住了商机，不断扩大生产规模，企业数量也在不断增加，逐渐成为了全球最大的肌醇生产国和出口国。随着21 实际以来全球经济的发展和人口的增长，食品、饲料、制药和化妆品等行业对肌醇的需求整体是增长趋势。

肌醇产品价格表现出极强的周期性，近三次价格大幅上涨分别出现在2007年、2013 年和 2021 年。21 世纪初，随着新的生产工艺和技术提高了生产效率和产品质量，肌醇价格震荡下行。2007 年，受环保成本增加、原材料涨价、能源及人工成本上升等影响，我国肌醇出口价格呈逐步攀升之势；2008 年受经济危机影响，国外购买商需求减弱，供求关系出现逆转；叠加国内企业存在原料利用率低、能源消耗高，还有副产品不能有效利用以及环境污染等问题，国产肌醇竞争优势下降。此后五年间肌醇价格震荡运行。2013 年，随着国际市场需求的回升，市场投机行为等造成肌醇的出口量及价格都攀升至高的水平。此后，一部分企业盲目扩大产能，最终导致行业产能过剩日益严重。肌醇价格从2013 年的10.65万元/吨下滑到 2016 年的 4.42 万元/吨。2017-2018 年，供给侧结构性改革见成效，肌醇价格有所小反弹。2015-2021 年，我国肌醇产量年复合增长率为8.38%。2021 年起肌醇再次步入景气上行通道，目前价格已经冲高回落。2021 年始，受到国内对传统肌醇生产企业监管趋严，下游需求增速较快，以及疫情扰动全球维生素供应链/贸易链受阻等，2021 年肌醇出口价格快速抬升：出口价格由2020年的 5000 美元/吨左右飙升至 2021 年底的 13000 余美元，并在2022 年继续上涨至约 20000 美元。从国内价格来说，2020-2022 年国内肌醇均价分别为3.94、5.87、13.5 万元/吨左右，三年价格上涨 3 倍。随着新增产能的释放，2023 年下半年起，肌醇价格高位回落，截至 2023 年 11 月底，肌醇出口价格已经跌至1160 美元/吨。

生物制造肌醇颇具潜力，华恒生物的绿色肌醇生产技术目前已逐步产业化。传统的肌醇制备工艺是加压水解法，近年来逐步开发了常压水解法、酶水解法、微生物发酵法等。水解法、体外酶合成法等常规的肌醇制备方法通常存在环境污染、制备过程复杂及成本高等缺点。其中，微生物发酵法因具有生产成本低和环境友好等优点成为常规肌醇制备方法中最具潜力的方法。值得一提的是，为了探索新的绿色生产方法，华恒生物公司采用自主研发和对外合作的模式开发出绿色的肌醇生产技术，目前已逐步实现产业化。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，独占实施许可期限为 20 年。该技术具有十分明显的成本优势，生产条件温和，起始原料是可再生的葡萄糖，符合低碳发展的主题。 华恒生物将利用欧合生物开发的植酸和肌醇高产菌株发酵生产肌醇。虽然肌醇行业周期波动较大，但我们看好华恒生物的肌醇工艺更加简单、生产成本将远低于水解法，且更加环保，将极具市场竞争优势，产业化成果值得期待。

利用自产β-丙氨酸制备 D-泛酸，有望进一步发挥协同效应

β-丙氨酸是自然界中唯一存在的β型氨基酸，具备特殊的生物活性。β-丙氨酸是合成 D-泛酸（维生素 B5）的重要原材料之一，D-泛酸制备是β-丙氨酸最大的下游需求。β-丙氨酸也是合成肌肽的重要物质，也可用作食品添加剂。据睿略咨询测算，2022 年全球β-丙氨酸市场规模达到5.75 亿元，中国β-丙氨酸市场规模达到 4.65 亿元。到 2028 年全球β-丙氨酸市场规模将达到7.43亿元，期间市场规模复合增长率将为 4.65%。

华恒生物公司以廉价的丙烯酸为原料生产β-丙氨酸，竞争优势明显。β-丙氨酸的合成长期以来依赖于化学合成路线，反应条件苛刻，为工业化生产带来了巨大的环境压力。2016 年，公司成功实现了酶法生产β-丙氨酸技术的产业化，实现了生物制造技术对传统化工制造方法的有效替代，但是产品成本较高。经过持续研发，公司于 2018 年底实现了以廉价易得的丙烯酸为原料，利用人工合成酶催化生产β-丙氨酸的工艺技术进一步替代了原有β-丙氨酸的生产工艺，实现了生物制造技术工艺的升级和迭代。相对于以丙烯腈作为原料的化学合成法生产工艺，该种酶催化合成工艺的反应条件温和，可一步实现β-丙氨酸的合成，避免了使用有机溶剂和副产废盐带来的环境污染，提升了原子经济性，体现了高效率、高转化率、环境友好等巨大优势。公司利用人工合成酶生物催化生产β-丙氨酸，有效降低了产品成本，具有绿色、高转化率优势。

公司利用β-丙氨酸协同发展下游产物 D-泛酸钙。D-泛酸钙，也称维生素B5，是人体和动物体内辅酶 A 的组成部分，参与碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢作用，有利于各种营养成分的吸收和利用，是人体和动物维持正常生理机能不可缺少的微量物质，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。2017 年，公司开始对 D-泛酸钙生产技术进行研发，通过小试及中试，初步打通了发酵制酶、催化转化、分离提取的整套工艺流程，实现了公斤级合格产品的试制成功，形成了一套比较成熟、具有产业化前景的工艺路线；2018 年，项目进入产业化放大阶段，公司建设了年产 300 吨的 D-泛酸钙生产线，形成了一套适用于工业化生产的成熟生产工艺；2019 年，D-泛酸钙正式投产并实现销售。

公司生产 D-泛酸钙的工艺路径具有独特创新性，生产成本低廉。2019 年D-泛酸钙实现销售收入 4744 万元，毛利润 3184 万元，占2019 年公司毛利润的14.36%。公司利用酶法生产的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，具有良好的协同发展效应。 公司成功突破了发酵法生产 D-泛解酸内酯技术。针对D-泛解酸内酯，公司开发了动态动力学拆分工艺，在 DL-泛解酸内酯水解的同时，通过人工酶转化L-泛解酸内酯为 D-泛解酸内酯，实现了泛解酸内酯“一锅法”转化。相比传统工艺简化了工艺步骤，避免了有机萃取残留问题，大幅节省能源，提升产品效益。形成了具有自主知识产权制备 D-泛酸钙的核心技术。随着全产业链技术产品落地，公司的D-泛酸钙产品竞争力将进一步加强。

泛酸钙产能呈现寡头垄断格局，看好华恒生物公司有望成为重要供应商。目前全球 D-泛酸钙总产能约为 2.8 万吨，国内产能占全球近80%的市场份额。2022年全球泛酸钙市场规模达到 16.13 亿元，国内市场规模达到4.79 亿元；预计到2028年全球泛酸钙市场规模将达到 23.7 亿元，市场年复合增长率预估为6.87%。从供应端看，亿帆医药是泛酸钙行业龙头，产能为 8000 吨左右，占全球总产能35%左右，山东新发 6000 吨左右，山东华辰 3000 吨左右，巴斯夫和DSM 产能各在2400吨左右。从需求端看，目前泛酸钙全球需求在 2 万吨，各企业基本维持较高的开工率。从工艺上看，目前市场上泛酸钙多用化工法合成，该方法的缺点是加工工序较多，且会产生含氰废水。2017 年及 2019 年受环保制约，泛酸钙生产受到较大影响，价格快速上涨。公司目前虽仍处于行业跟随者，但生物法生产技术领先。随着传统制备方法后期的环保压力和成本上升，公司有望凭借技术、环保优势等成为泛酸钙的重要供应商。

生物法制备1,3-丙二醇前景广阔，PTT原料国产化进程加快

1,3-丙二醇（PDO)主要通过生物法合成，其最主要的用途是合成高分子材料PTT。制备 1,3-丙二醇有化工法和发酵法。1,3-丙二醇的化工合成方法固定投资大、反应苛刻、对催化剂要求高，目前化工合成产线已经逐步关停。发酵法绿色且环保，成本较低，是全球 1,3-丙二醇的主流制备工艺，生物发酵法又分为甘油法和葡萄糖法。1,3 丙二醇作为一种重要的化工原料，广泛应用于聚酯、日化、医药、印刷等领域，其中最重要的应用领域为制备 PTT 聚酯。从市场规模看，目前2022年中国 1,3-丙二醇（PDO）行业市场规模约在 15.7 亿元。根据GII 数据，全球PDO的市场规模在 2020 年达到了 4.02 亿美元，并预计在2025 年将达到6.91亿美元，CAGR 为 11.4%。 我国 PTT 聚酯每年需求约为 12-14 万吨，其中 60%用于服装，30%用于地毯，其余小部分用于工程塑料。PTT 纤维性能优越，同时具备涤纶、锦纶、腈纶的优良特征，污性能好，上色容易，触感柔软、弹性可与氨纶纤维媲美，且PTT 干爽、挺括、更容易加工，非常适合用作纺织和服装面料。有望替代服装中涤纶、锦纶、氨纶等传统材料，被评为六大化工新产品之一。

我国 PTT 纤维产业化能力成熟，但受制于 1,3-丙二醇原料产量不足，开工率较低。我国企业自 2000 年与美国杜邦公司合作生产 PTT 纤维及制品。据智研咨询和我们的不完全统计，2023 年我国 PTT 纤维行业产能已达到34 万吨，其中江苏国望高科纤维有限公司、苏州苏震生物工程有限公司、吴江佳力高纤有限公司、盛虹集团下属中鲈科技发展股份有限公司、张家港美景荣化学工业有限公司及2023年底即将投产的华峰合成树脂等企业产能均在 3 万吨/年以上。PTT 纤维的聚合与PET纤维聚合类似，设备差异不大，PTT 纺丝设备则可以与涤纶纺丝设备共用，故国内 PTT 纤维产能在 2012-2017 年之间有较快提升，但是由于PTT 核心原料1,3-丙二醇产量较少，近几年来 PTT 产量增速不及预期，装置开工率较低。

PTT 价格较高，应用空间仍需拓展。我国化纤市场中涤纶占据绝对份额，2021年我国合成纤维产量达 6152.4 万吨，其中涤纶产量为5363 万吨。涤纶切片价格为7000-8000 元每吨左右，涤纶凭借低廉价格市场占比超85%。锦纶强度高、耐磨性好、悬垂性好，是纺织领域第二大合成纤维，2021 年锦纶产量为424.5 万吨，在合成纤维市场中份额占比为 6.8%，锦纶切片价格目前在1.4 万元/吨左右。而PTT切片价格目前约为 2.1 万元，价格较高。 根据《苏州苏震生物工程有限公司年产 5 万吨聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）差别化纤维项目环评验收报告》信息，单吨 PTT 聚酯需消耗0.808 吨精对苯二甲酸及0.379 吨 1,3-丙二醇，催化剂和二氧化钛消耗量较少分别为0.37kg 及3kg。2023年精对苯二甲酸均价为 5860 元/吨，1,3-丙二醇价格为2 万元/吨。由于PTT聚合和 PET 聚合流程及设备基本一致，PET 聚酯企业辅助材料、燃料动力、人工等费用平均约为 1200 元/吨，据此可以估计 PTT 聚酯切片生产的以上各种费用同样为1200 元/吨。我们测算 PTT 聚酯切片生产成本约 13514 元，苏州龙杰PTT切片9月份报价为 21165 元，可以得出 2023 年 PTT 切片环节平均毛利率约36.35%。我们预期随着 PDO 的不断放量，PDO 价格有望步入下行通道。随着原材料的下跌、PTT 产能的规模化释放，PTT 切片的价格也有望逐步下降，应用前景将有望进一步打开。

目前葡萄糖发酵是制备 1,3-丙二醇最经济方法，华恒生物有望通过合成生物学方法实现低成本。2002 年杜邦报道了通过构建的大肠杆菌利用葡萄糖生产1,3-丙二醇。发酵结束时 1,3-丙二醇浓度达到 135g/L，生产强度为3.5g/（L·h）。2004年杜邦与 Tate&lyle 合作，投资 1.7 亿美元，建设4.54 万吨/年的生产线，并于2006 年试运行。2014 年清华大学甘油发酵法制备 1,3-PDO 自有技术打破1,3-PDO技术垄断。甘油法基于微生物的天然代谢路径，操作过程中无需添加辅酶。国内甘油主要来源为油脂制备生物柴油的副产物，由于近年来生物柴油开工率较低，且甘油下游需求旺盛，精甘油价格上涨明显，甘油法较葡萄糖法竞争力下降。且甘油法发酵时间长，菌株需在厌氧条件下发酵限制了生产规模，很难通过规模效应降低成本。直到目前，杜邦法生产的 1,3-丙二醇的规模最大，成本最低。2022年 12 月，华恒生物对外宣布建设年产 5 万吨 1,3-丙二醇产线，拟采用自主研发生物法生产，建设期两年。公司凭借后发优势及首席科学家张学礼对菌株构建的独到研究，有望实现 1,3-丙二醇最低成本制备。

公司增资参股子公司建设 1,3-丙二醇产能，打开公司成长空间。2022 年9月，司通过向智合生物增资，持有智合生物 25%的股权，并通过委托表决权的方式拥有智合生物 100%的表决权，实际控制智合生物。2022 年12 月公司公告由智合生物的子公司实施生物法年产 5 万吨 1,3-丙二醇建设项目。张学礼是发酵生产1,3-丙二醇菌株的来源。张学礼对三羧酸循环研究深入，且1,3-丙二醇代谢路径与已量产的丙氨酸、缬氨酸等有部分重叠，1,3-丙二醇有望快速产业化。

乘可降解塑料东风，拟建设丁二酸项目打开中长期成长空间

丁二酸应用前景广阔，最大应用领域为可生物降解塑料。丁二酸可用于合成多种有机物的中间体和医药原料，也可与醇发生酯化反应，制备出可生物降解塑料如聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇共聚酯(PBST)等。可降解塑料目前是丁二酸的最大应用领域，丁二酸也被美国能源部列为未来12 种最有价值的平台化合物之一。 丁二酸生产技术路线主要包括电化学法、生物发酵法、催化加氢法。目前丁二酸主要通过化学法或生物法技术合成，化学法起始原料主要为正丁烷，并通过合成顺酐后催化加氢或电解还原得到；海外生物法制备丁二酸技术水平发展较高，目前是主流路线；国内目前以化学法为主，但由于化学法反应条件苛刻、成本高和污染大等问题，多数为千吨级中试装置，生产效率较低，生产成本及规模无法与生物法竞争。赤峰华恒“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”已于 2023 年 4 月 4 日取得该项目环境影响报告书的批复函。未来公司生物法丁二酸技术将有望突破和量产，随着丁二酸及其产业链产品（如PBS）等的降本和应用渗透，公司长期成长空间有望进一步打开。

国外较早探索生物法丁二酸技术，技术水平也较高。截至2021 年，从海外企业产能情况来看，海外丁二酸产线以生物法为主，总产能超过51.5 万吨/年，产能主要集中在 BioAmber、BASF 等企业，主要分布在美国、加拿大、荷兰等国家。国内丁二酸生产技术发展较晚，多采用电化学法生产，由于成本较高，整体开工率较低。山东兰典生物科技股份有限公司是国内唯一采用生物发酵法生产丁二酸的企业，该企业技术来源于中科院天津生物技术研究所，打通了生物发酵产丁二酸及生产生物基 PBS 的全产业链。

据华经产业研究院统计，2021 年全球丁二酸下游应用中，工业领域为最大应用领域，占比 37%，其次分别为涂料、农业和食品饮料等，占比分别约18%、13%和12%。在国内丁二酸下游应用领域中，可生物降解材料 PBS 应用占比最高，达70%，丁二酸原料供给和价格等因素是限制 PBS 应用的重要因素。2021 年丁二酸在可降解塑料领域的消费量约 8.1 万吨，预测 2025 年国内 PBS、PBST 等可降解塑料需求将超过 200 万吨，其中 1 吨 PBS 需消耗 0.62 吨丁二酸，市场对丁二酸需求缺口较大。

计划布局苹果酸、蛋氨酸等新品类，加速拓展产品矩阵

（1）苹果酸

苹果酸又称 2－羟基丁二酸，大自然中存在 D、L、DL 三种构型，被广泛应用于食品、日化、医药、化工等领域。因其具有特殊的酸味，在食品行业中被广泛用于酸味剂。食品行业需求占苹果酸总需求的 80%以上。与目前主流酸味剂柠檬酸相比，L-苹果酸具有酸度更大，但味道柔和，不损害口腔与牙齿，有利于氨基酸吸收等优点，苹果酸被誉为生物界和营养界“最理想的食品酸味剂”，2013年以来，在老人和儿童食品中，苹果酸正逐渐取代柠檬酸。另外，随着生活水平的提高，居民健康意识不断加强，在整个食品酸味剂领域，苹果酸复配柠檬酸有望取代柠檬酸成为主流酸味剂。 苹果酸可通过萃取法、化学合成法和生物发酵法制备，生物发酵法是未来趋势。萃取法是通过沉淀、酸化等化学工艺流程，提取未成熟的苹果、葡萄等水果中的天然代谢产物苹果酸。化学合成法是以苯或其催化氧化产物（马来酸和富马酸）为原料，在高温和加压下水合、精制得到苹果酸和少量副产物反丁烯二酸，目前化学合成法已被淘汰，萃取法涉及废水的处理和排放，在环保政策日渐趋严的背景下，生物发酵法是未来行业的主要发展趋势。

（2）蛋氨酸

蛋氨酸（Methionine，又称甲硫氨酸，分子式 C5H11O2NS）属于含硫氨基酸，其与人体和动物的细胞信号转导、核酸和蛋白质合成及很多生理生化过程密切相关，是动物合成体蛋白和参与抗氧化过程所需的必需氨基酸，无法自身合成，是禽类第一限制性氨基酸。蛋氨酸的物理形态为白色薄片状结晶或结晶性粉末，可溶于水。按分子结构分类，蛋氨酸可分为 D-蛋氨酸和 L-蛋氨酸两种异构体，D构型的分子可转化为具有生物活性的 L 构型后被人类和畜禽等吸收，二者在营养上几乎具有相等价值；按形态分类，目前饲料中使用的蛋氨酸分固态和液态两种，固态蛋氨酸的成分主要为 DL-蛋氨酸（D-型和 L-型各占50%的混合物），液态蛋氨酸的成分为羟基蛋氨酸，形态为粘稠溶液（88%浓度），在生物体中可被转化为L-蛋氨酸从而具备与固态蛋氨酸相同的生物学功能。液态蛋氨酸比固态更容易加工处理，且拥有更低的成本、更高的使用效率。 饲料领域是蛋氨酸的主要消费领域。蛋氨酸在禽饲料领域为第一限制氨基酸，在猪饲料领域为第二限制氨基酸。在饲料中添加蛋氨酸可以促进禽畜生长、增加瘦肉量和达到缩短饲养周期的效果，并有效地提高蛋白质的利用率。通常来说，在禽类饲料中加入蛋氨酸可显著降低 40%的饲料摄入，并降低30%的饲料成本。

蛋氨酸行业集中度较高，有望受益于生猪上行周期的提振和低蛋白日粮的推进。2022 年，全球蛋氨酸产量 165.7 万吨(折算以 DL-蛋氨酸计)，全球需求155.5万吨。我们认为随着产研结合的推动，直接发酵法 L-蛋氨酸有望以低成本优势和优质下游客户合作等方式，迅速进入下游市场，影响蛋氨酸行业供给格局。展望后市，我们看好蛋氨酸行业景气度有望受益于生猪上行周期的提振和低蛋白日粮的推进，蛋氨酸需求仍将维持平稳增长态势。

目前蛋氨酸主要通过天然气石油化工原料进行化学合成，未来发酵法前景广阔。化学合成法具有收率高、流程简单、工业化程度高等优势，但容易受到上游油气原料影响，成本波动较大。蛋氨酸生物发酵领域目前主要是希杰在工业化生产，其可以生产 L 天然构型蛋氨酸，具有更高的生物学效价。但与化学合成法相比，生物发酵法收率较低，目前希杰利用谷氨酸棒状杆菌好氧发酵得到蛋氨酸收率仅有 12 克/升。在这方面，郑裕国院士团队在 2023 年初发布了最新研究成果，通过基因工程构建非营养缺陷大肠杆菌，平衡了细胞生长与L-蛋氨酸生产之间的矛盾，实现了无需外源添加氨基酸来发酵高产 L-蛋氨酸，目前在小试阶段已经做到在 5 升的生物反应器当中达到 17.74 克每升的 L-蛋氨酸的产能，收率比希杰高出近 40%。

值得一提的是，2023 年 10 月 25 日，华恒生物对外公告：拟与关联方杭州优泽生物（郑裕国院士为实控人）共同投资设立优华生物，华恒拟认缴出资400万元，占优华生物注册资本 40%。合资公司成立后，优华生物将实施高丝族氨基酸相关产品的中试平台建设。高丝族氨基酸包括甲硫氨酸（蛋氨酸）、半胱氨酸、腺苷蛋氨酸、高丝氨酸等。与希杰发酵-酶法不同，优华生物的L-蛋氨酸厌氧发酵技术采用大肠杆菌直接发酵得到产物，具有菌种繁殖速度更快、更环保、发酵周期更短、成本更低等优势。我们预计 2024 年完成中试平台建设，成本预计有望降至13.5-14.5 元/千克，将具有显著的竞争优势。我们看好，华恒生物通过合资公司拟布局蛋氨酸赛道，将有望进一步继续丰富产品矩阵，打开自身氨基酸产品市场空间。

（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。）