化學原料行業(yè)合成生物產(chǎn)業(yè)深度報告之一：工程化合成萬物生物經(jīng)濟顛覆性力量

目錄產(chǎn)業(yè)分析：工程化合成萬物，提高生物產(chǎn)品競爭力 7DBTL循環(huán)是生物制造開發(fā)關(guān)鍵，底層技術(shù)進步推動成本大幅降低 7產(chǎn)業(yè)鏈分析：市場空間廣闊，政策及資本高度關(guān)注 10合成生物制造減碳降本，技術(shù)遷移性強，拓品空間大 15未來驅(qū)動：全球低碳化加速產(chǎn)品滲透，非糧基工藝開發(fā)解決原料隱憂 19歐盟碳關(guān)稅構(gòu)成“綠色貿(mào)易壁壘”，生物基材料滲透率有望提升 19非糧化路線力圖解決長期碳源隱憂 23他山之石：中國企業(yè)大有可為，尋找具備平臺化能力的產(chǎn)品型公司 28Amyris破產(chǎn)之鑒：大宗品須具備成本優(yōu)勢，消費品關(guān)注轉(zhuǎn)型風險 28Ginkgo成長之思：平臺型企業(yè)領(lǐng)先者，以“騎士定律”對標“摩爾定律”，商業(yè)模式待驗證 34投資建議：推薦具備平臺化能力的產(chǎn)品型公司，關(guān)注在合成生物學與生物基材料領(lǐng)域探索的公司 38華恒生物：突破厭氧發(fā)酵法產(chǎn)業(yè)化，平臺化能力推動生物基新品持續(xù)涌現(xiàn) 41凱賽生物：全球長鏈二元酸龍頭，生物基尼龍產(chǎn)業(yè)再啟航 43關(guān)注合成生物學及生物基材料領(lǐng)域布局及探索的公司 45風險提示 46行業(yè)風險提示 46公司風險提示 47圖表目錄圖1：合成生物制造步驟 8圖2：細胞氧化還原力的平衡使得厭氧發(fā)酵法低能耗和高轉(zhuǎn)化效率優(yōu)勢得以凸顯 9圖3：2017-2020年上半年期間，華恒生物L-丙氨酸生產(chǎn)成本持續(xù)優(yōu)化 9圖4：合成生物學“讀、改、寫”技術(shù)持續(xù)迭代 9圖5：測序技術(shù)的進化使得基因數(shù)據(jù)庫序列數(shù)激增 10圖6：基因測序成本下降幅度超越了摩爾定律 10圖7：合成生物學產(chǎn)業(yè)鏈及部分相關(guān)企業(yè) 圖8：全球合成生物學2001-2021年論文、專利及企業(yè)融資情況 12圖9：2024年全球合成生物學市場規(guī)模增長至189億美元，2019-2024年CAGR或為28.8% 14圖10：與化學法相比，部分生物基化學品每噸的二氧化碳減排量 16圖PE及三種可降解塑料價格 17圖12：戊二胺與豐富的二元酸產(chǎn)品類型可合成多種生物基尼龍產(chǎn)品 19圖13：正式實施階段的CBAM征收方式 21圖14：CBAM逐步實施期間內(nèi)，歐盟碳排放交易體系下的免費配額將在2026-2024年內(nèi)逐步取消 21圖15：CBAM過渡期覆蓋行業(yè)情況及正式期對應收費 21圖16：中國、越南等生產(chǎn)型發(fā)展中國家的單位GDP二氧化碳排放量較發(fā)達國家偏高 22圖17：2022年全球材料、生物基燃料以及生物基塑料分別占農(nóng)業(yè)用地面積的2.187%、4.126%和0.017%（用地單位：億公頃） 圖18：生物質(zhì)資源利用三代技術(shù)的區(qū)別 25圖19：木質(zhì)纖維素綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈 26圖20：圣泉集團以秸稈等為原料打造合成樹脂產(chǎn)業(yè)鏈 28圖21：Amyris重大發(fā)展節(jié)點 29圖22：Amyris產(chǎn)品關(guān)系 29圖23：Amyris法尼烯生物燃料生產(chǎn)流程 31圖24：2015年Amyris法尼烯成本下降至2.51美元/升 31圖25：Amyris法尼烯成本較柴油缺乏競爭力 31圖26：Amyris認為其“LabtoMarket”模式更適合“toC”產(chǎn)品 32圖27：AmyrisLabtoMarket是典型的合成生物學平臺，產(chǎn)品矩陣“toC”，分自有品牌和材料成分兩條品線..............................................................................................................................................................................................33圖28：Amyris2023年以來收入環(huán)比承壓 33圖29：Amyris現(xiàn)金流持續(xù)承壓 33圖30：Ginkgo商業(yè)模式：生物鑄造廠+代碼庫+AI+生物安全 34圖31：騎士法則：Ginkgo進行單位成本優(yōu)化的三種策略 35圖32：Ginkgo客戶拓展策略 36圖33：Ginkgo2023Q1-Q3營收同比下降43% 37圖34：Ginkgo近年來持續(xù)處于虧損狀態(tài) 37圖35：華恒生物搭建了酶法和發(fā)酵法雙平臺的生產(chǎn)工藝，部分產(chǎn)品實現(xiàn)上下游綜合利用 41圖36：MGDA相比其他螯合劑優(yōu)勢顯著 42圖37：MGDA需求有望快速增長 42圖38：我國飼料添加劑行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模情況 43圖39：L-纈氨酸需求量持續(xù)提升 43圖40：凱賽生物產(chǎn)業(yè)鏈 44圖41：凱賽生物泰綸?和ECOPENT?下游應用 45表1：我國各部門持續(xù)推出合成生物學產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策及法規(guī) 12表2：部分化工領(lǐng)域的合成生物學商業(yè)化應用情況 14表3：生物發(fā)酵法制備長鏈二元酸具備常溫常壓，產(chǎn)物品種豐富等顯著優(yōu)勢 18表4：CBAM立法時間點 20表5：當前中國向歐盟出口的CBAM產(chǎn)品占比整體較低 23表6：武漢睿嘉康的運動發(fā)酵單胞菌在非糧原料生產(chǎn)大宗醇酸領(lǐng)域應用具備六大優(yōu)勢 27表7：2012年Amyris對于法尼烯下游市場空間及潛在客戶的分析 30表8：Ginkgo預測Foundry業(yè)務將給公司帶來可觀的短期代工收入和長期項目落地收入 35表9：Ginkgo對于未來新增項目及營收的預測較為樂觀 37表10：中國合成生物學企業(yè)相比海外企業(yè)盈利能力優(yōu)秀 38表合成生物學產(chǎn)業(yè)鏈難點、壁壘與海內(nèi)外對比 39產(chǎn)業(yè)分析：工程化合成萬物，提高生物產(chǎn)品競爭力DBTL循環(huán)是生物制造開發(fā)關(guān)鍵，底層技術(shù)進步推動成本大幅降低DNA、RNA、蛋白質(zhì)和細胞表型的設計和改造能力，合成生物制造得到了快速發(fā)展，人類已可通過工程化手段構(gòu)建微生物工廠，生產(chǎn)所需的產(chǎn)物。DBTL（Design-Build-Test-Learn）循環(huán)持續(xù)迭代，其目的是持續(xù)Lsig（設計Bil（構(gòu)建基因工程手段進行組裝與菌株構(gòu)建。st（測試：進行實驗測試，結(jié)合高通量分析或組學分析等手段對目標參數(shù)進行評估，主要分為兩方面：1）外源或全新設計的代謝途徑引入后，微生物系統(tǒng)的魯棒性表現(xiàn)如何，能否在外界干擾下保持表型穩(wěn)定；2）底盤細胞能不能適應新的La（學習圖1：合成生物制造步驟資料來源：關(guān)于安徽華恒生物科技股份有限公司向特定對象發(fā)行股票申請文件的第二輪審核問詢函的回復（豁免版)，DBTLL-50%L-丙氨酸技術(shù)通過L-該基因工程菌株可以實現(xiàn)一步發(fā)酵合成L-丙氨酸，發(fā)酵過程不產(chǎn)生二氧化碳排放，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率提升到90%，生產(chǎn)成本下降50%。圖2：細胞氧化還原力的平衡使得厭氧發(fā)酵法低能耗和高轉(zhuǎn)化效率優(yōu)勢得以凸顯資料來源：《新一代發(fā)酵工程技術(shù)：任務與挑戰(zhàn)》周景文等，

3：2017-2020L-丙氨酸生產(chǎn)成本持續(xù)優(yōu)化資料來源：華恒生物招股說明書，組測序完成以后，基因測序的成本下降速度超過摩爾定律；第三代基因編輯技術(shù)——CRISPR/Cas9DNA合成成本的下降、組裝和移植技術(shù)的不斷改進，人們開圖4：合成生物學“讀、改、寫”技術(shù)持續(xù)迭代資料來源：億歐智庫，《基因組的“讀-改-寫”技術(shù)》，圖5：測序技術(shù)的進化使得基因數(shù)據(jù)庫序列數(shù)激增 圖6：基因測序成本下降幅度超越了摩爾定律資料來源：《第三代測序在臨床細菌研究中的應用和挑戰(zhàn)》，

資料來源：NationalHumanGenomeResearchInstitute，《DNASequencingCosts:Data》，產(chǎn)業(yè)鏈分析：市場空間廣闊，政策及資本高度關(guān)注按照我們在圖一中對于合成生物制造流程的解釋，我們將合成生物制造產(chǎn)業(yè)鏈劃分為微生物菌株構(gòu)建（DBTL循環(huán)、發(fā)酵工程、分離純化和應用開發(fā)四個環(huán)節(jié)，而參與企業(yè)可分為上游工具層、中游平臺層和下游應用層三類。DBTL上游工具DNADNADBTL平臺層產(chǎn)品型合成生物學企業(yè)圖7：合成生物學產(chǎn)業(yè)鏈及部分相關(guān)企業(yè)資料來源：《2022年中國合成生物學產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，創(chuàng)業(yè)邦研究中心，百斯杰生物，F(xiàn)ounderPark，DeepTech深科技，智藥局，合成生物學基礎(chǔ)研究推進，產(chǎn)業(yè)資本加速投資，各國政府高度重視，2024年我國政府工作報告強調(diào)生物制造為經(jīng)濟增長新引擎。20億美元提升至1801萬篇。近年來全球各國陸續(xù)出臺一進度較快。我國政府也高度重視合成生物學的發(fā)展，2008年香山科學會議首次探討了合成生2022024極培育新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)……圖8：全球合成生物學2001-2021年論文、專利及企業(yè)融資情況資料來源：《從全球?qū)＠治隹春铣缮飳W技術(shù)發(fā)展趨勢》陳大明，億歐智庫，表1：我國各部門持續(xù)推出合成生物學產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策及法規(guī)發(fā)布時間發(fā)布部門政策名稱重點內(nèi)容解讀2024年2月工業(yè)和信息化部等七部門《工業(yè)和信息化部等七部門關(guān)于加快推動制造業(yè)綠色發(fā)展的指導意見》需求，謀劃布局氫能、儲能、生物制造、碳捕集利用與封存（CCUS）等未CCUSCCUS術(shù)研發(fā)及示范。2023年12月工業(yè)和信息化部等八部門《關(guān)于加快傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的指導意見》化等先進技術(shù)裝備的水平。2023年7月農(nóng)村農(nóng)業(yè)部與培育實施辦法（暫行》將合成生物學領(lǐng)域列入農(nóng)業(yè)“火花技術(shù)立農(nóng)業(yè)“火花技術(shù)”的發(fā)現(xiàn)、評估和培育機制發(fā)布時間發(fā)布部門政策名稱重點內(nèi)容解讀2022年8月科技部等九部門《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（—2030年》更長壽命、更高能量效率、不受資源約束的前沿儲能技術(shù)。2022年8月工業(yè)和信息態(tài)環(huán)境部《工業(yè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》2030效果明顯的先進制造業(yè)集群。推動低碳原料替代;鼓勵有條件的地區(qū)利用可再生能源制氫，優(yōu)化煤化工、合成氨、甲醇等原料結(jié)構(gòu);支持發(fā)展生物質(zhì)化工，推動石化原料多元化;鼓勵依法儂規(guī)進口再生原料。2022年5月國家發(fā)展改革委《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》檢測技術(shù)研發(fā)。2018年1月科技部“合成生物學”重點專項2018年度項目申報指南專項設置"人工基因組合成與高版本底盤細胞”"人工元器件與基因線路”“人工細胞合成代謝與復雜生物系統(tǒng)"以及"使能技術(shù)體系與生物安全評估"等4項主要任務資料來源：工業(yè)和信息化部，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部，科技部，發(fā)展改革委，2024年全球合成生物學市場規(guī)模有望達到189億美元，2019-2024年期間CAGR或為28.8%2025年合成生物學經(jīng)濟影響達到1000CBnsihts201953億美元，其中醫(yī)療健康、科研、工業(yè)化學品、食品飲39.7%、27.9%、20.9%、4.0%、3.5%以4.1%202450.22億美元、39.61億美元、37.47億美元、25.75億美元、22.3313.4618.9%、21.7%、27.5%、64.6%、64.2%43.9%。20251000億美元。圖9：2024年全球合成生物學市場規(guī)模增長至189億美元，2019-2024年CAGR或為28.8%資料來源：CBInsights，貝殼社《合成生物學：當之無愧的生命科學利器（下）》，合成生物學在化工領(lǐng)域已展現(xiàn)出替代潛力，生物基塑料、生物基材料和生物能源為當前主要的發(fā)展方向。1,3丙二醇（PDO）為最早應用合成生物學方法生產(chǎn)的生物基材料之一。在3-1,3-年，杜邦通過工程菌將玉1,3-了對化學法的替代，并由此獲得了美國總統(tǒng)綠色化學獎，并于2006年實現(xiàn)生產(chǎn)。2009年，BioAmber公司以小麥為底物，利用大腸桿菌成功實現(xiàn)了由葡萄糖生產(chǎn)丁二酸（2011Genomatica公司積極從甘蔗、甜菜、玉米及其他植物中提取糖類原料，利用大1,4-Amyris以甘蔗為底物生產(chǎn)生物法尼烯，Gevo實現(xiàn)了纖維素異丁醇的生產(chǎn)，并且可以轉(zhuǎn)化為異丁烯和石蠟基煤油。帝斯曼、科萊恩、杜邦等企業(yè)持續(xù)在纖維素乙醇的應用進行探索。表2：部分化工領(lǐng)域的合成生物學商業(yè)化應用情況產(chǎn)物宿主原料公司琥珀酸大腸桿菌玉米糖BioAmber大腸桿菌蔗糖Myriant （ 現(xiàn) 名GCInnovationAmerica）克魯斯假絲酵母-釀酒酵母淀粉、糖類Reverdia巴斯夫產(chǎn)琥珀酸菌甘油、糖類Succinity1,4-丁二醇大腸桿菌糖類Genomatica和DuPontTate&Lyle1,3-丙二醇大腸桿菌糖類DuPontTate&Lyle聚羥基鏈烷酸酯（PHA）大腸桿菌糖類Metabolix（現(xiàn)名Yeild10science）3-羥基丙酸大腸桿菌葡萄糖、木糖OPXbio&DowChemical未報道未報道Perstorp乙醇釀酒酵母蔗糖、玉米糖、木質(zhì)纖維素-運動發(fā)酵單胞菌-馬克斯克魯維酵母-異丁醇釀酒酵母糖類Gevo、Butalco、Butamax法尼烯釀酒酵母蔗糖Amyris青蒿素（半合成）釀酒酵母葡萄糖AmyrisL-丙氨酸大腸桿菌葡萄糖華恒生物L-纈氨酸大腸桿菌葡萄糖華恒生物資料來源：《微生物細胞工廠的設計構(gòu)建：從誘變育種到全基因組定制化創(chuàng)制》，《通過減輕工程化大腸桿菌中甘油通量，提高從葡萄糖和木糖生產(chǎn)3-羥基丙酸》，上海工業(yè)生物技術(shù)研發(fā)中心，《2022年全球角鯊烷（烯）行業(yè)調(diào)研及前景分析》，恒州博智，《綠色化學手段合成青蒿素》，X-MOL，《L-丙氨酸厭氧發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化》，《生產(chǎn)L-纈氨酸的重組大腸桿菌及其應用》，1.3合成生物制造減碳降本，技術(shù)遷移性強，拓品空間大合成生物制造相比傳統(tǒng)化工三大優(yōu)勢：其一，合成生物制造原材料可再生，制造過程中反應條件溫和，有效降低碳排放。首先，Bio-basedChemicalsA2020Update》一文的測算，與化學法相比，以乙酸和丙烯酸等為代表的13種生物基化學品每噸二氧化碳減排量可高達1.2-5.2噸。圖10：與化學法相比，部分生物基化學品每噸的二氧化碳減排量資料來源：《Bio-basedChemicalsA2020Update》，其二，生物制造相對化學工藝能耗成本降低，且菌種能夠?qū)崿F(xiàn)迭代優(yōu)化，因此部分精細化學品仍具備顯著的降本空間。12種最有價值的平臺化合物之1,4-N-2-1,4-PBS（聚丁二酸丁二醇酯）270250種可以用苯為原料生產(chǎn)的化工產(chǎn)品都可以通過1萬1.4PBS的商業(yè)化進程。圖11：PE及三種可降解塑料價格資料來源：，百川盈孚，以凱賽生物的長鏈二元酸為（DC12）分別是合成高級尼龍工程塑12121414510518等長鏈尼龍產(chǎn)品。表3：生物發(fā)酵法制備長鏈二元酸具備常溫常壓，產(chǎn)物品種豐富等顯著優(yōu)勢方法制備方法應用實例植物油裂解以植物油中的不飽和脂肪酸為原料，經(jīng)氧化熱裂解制取長鏈二元酸DC10：蓖麻籽油裂解得到DC13：菜籽油中提取出甘油芥酸酯后用臭氧氧化裂解制取DC15：蒜頭果油中提取出腦神經(jīng)酸，再裂解制取化學合成法正構(gòu)烷烴直接氧化制取烷烴發(fā)生斷裂得不到相應鏈長的單一二元酸23個碳原子的二元酸DC10：己二酸為原料生產(chǎn)癸二酸DC10~18：壬二酸或癸二酸作原料，采用碳鏈加長的方法合成用環(huán)狀化合物氧化或經(jīng)其它化學反應合成部分長鏈二元酸DC10：以鈀鹽或鐵為催化劑，在乙醇等醇溶劑中，常壓下40~60℃，將環(huán)戊烯用空氣氧化制得環(huán)戊酮，然后再經(jīng)氧化、二聚合成DC12：以鈀鹽或鐵為催化劑，在甲醇等溶劑中，以環(huán)己酮為原料通過過氧化氫氧化二烯烴氧化或經(jīng)其它化學反應合成部分長鏈二元酸DC12：以丁二烯為原料，再經(jīng)過9個復雜的反應步驟生物發(fā)酵法在常溫常壓下，以豐富的石油資源為原料，微生物發(fā)酵，將烷烴或一元酸轉(zhuǎn)化為二元酸DC10~18：氧化石油中各種正構(gòu)烷烴兩端的2個甲基，一步加上4個氧原子，生成相應鏈長的各種長鏈二元酸資料來源：《長鏈二元酸的制備與精制研究進展》劉雅等，圖12：戊二胺與豐富的二元酸產(chǎn)品類型可合成多種生物基尼龍產(chǎn)品資料來源：凱賽生物招股說明書，未來驅(qū)動：全球低碳化加速產(chǎn)品滲透，非糧基工藝開發(fā)解決原料隱憂碳邊境調(diào)節(jié)機制（CarbonBorderAdjustmentMechanism，CBAM）是歐盟希望使用碳關(guān)稅逐步替代免費配額，解決氣候政策不對稱，使歐盟內(nèi)外“碳平價”的手段。CBAM是歐盟在權(quán)衡自身貿(mào)易競爭力和碳中和目標后的政策產(chǎn)物。2007年，法國前總統(tǒng)希拉克為應對美20217月，歐盟為了實現(xiàn)“Fitfor55”目標（20301990年至少減少55%2050年實現(xiàn)碳中和US）ETS）在其成立之初便面臨了歐盟工20052012年以后，歐洲碳市場開始采取配額有償M。2022622CM方案。202310CBAM20261表4：CBAM立法時間點時間事件2019.12《歐洲綠色新政》提出CBAM計劃2020.03歐盟委員會提交CBAM影響評估報告2020.09歐盟委員會將CBAM納入2021年立法提案2021.03歐洲議會投票通過設立CBAM決議2021.07歐盟委員會公布CBAM提案細則2022.06歐洲議會表決通過CBAM法案修正案2023.04歐洲議會和歐盟理事會先后通過CBAM法案2023.10CBAM進入三年過渡期2026.1正式實施，屆時歐盟進口商需購買與在歐盟碳價規(guī)則下生產(chǎn)商品應付碳價等值的碳證書資料來源：江蘇貿(mào)促，CBAM=碳排放量×歐盟與進口產(chǎn)品碳排放成本202611日開始以電子許可證的方式CBAM適用于以下六大類進口到歐盟的商品：鋼鐵、鋁、CBAM。由于歐盟實行碳排放交易制度多年，部分2026年過渡期結(jié)束以后，歐盟計劃逐步減少分配給本土企2034年完全取消?；诠皆瓌t，在計算進口產(chǎn)品碳關(guān)稅時按照相應比例對其碳排放進行扣除，進口產(chǎn)品在生產(chǎn)國已經(jīng)支付的碳排放成本也可以予以抵扣。圖13：正式實施階段的CBAM征收方式（CBAM）14：CBAM2026-2024年內(nèi)逐步取消資料來源：中國歐盟商會，歐盟委員會（EuropeanCommission），

圖15：CBAM過渡期覆蓋行業(yè)情況及正式期對應收費資料來源：江蘇貿(mào)促，CBAM的實施構(gòu)成“綠色貿(mào)易壁壘”，歐盟體外地區(qū)出口歐盟成本將提升。CBAM形成了CBAM只豁免已加入歐盟排放交易體系的非歐盟國家，或者與歐盟碳市因此未來產(chǎn)品出口成本將進一步提升。圖16：中國、越南等生產(chǎn)型發(fā)展中國家的單位GDP二氧化碳排放量較發(fā)達國家偏高資料來源：，在過渡期內(nèi)，六大碳排放密集型行業(yè)面臨一定沖擊，2026年后行業(yè)覆蓋將擴大。目前碳上述行業(yè)碳泄漏風險高；EUETS45%的溫室氣體排放；實際的實施可行性。CBAM及合成生物制造的減排優(yōu)勢將轉(zhuǎn)化為成本優(yōu)勢。2022年，我國出口至歐盟的鋼鐵和鋁金額分169.153.73.50.1CBAM4%CBAM3180元計算，隨著免費20263.8%203435%4%13%。20241月我國202451CBAM及我國，美國清潔競爭法案和G7我們認為生物基材料及合成生物技術(shù)憑借低碳減排優(yōu)勢，在全球雙碳政策的推動下滲透率有望進一步提升。表5：當前中國向歐盟出口的CBAM產(chǎn)品占比整體較低2022（億美元）鋼鐵鋼鐵制品鋼鐵合計品化肥水泥合計中國對歐盟51.8117.2169.153.73.50.1226.5中國對全球757.01080.91837.9419.0112.91.9歐盟占比6.8%10.8%9.2%12.8%3.1%6.3%中國向歐盟出口總額5615.4CBAM產(chǎn)品占比4.0%資料來源：，海關(guān)總署，國家統(tǒng)計局，煒衡律師事務所，（注：人民幣美元匯率按7.2計算，人民幣歐元匯率按7.735計算）非糧化路線力圖解決長期碳源隱憂料會議測算，2022221.7萬噸，所需作物使用的農(nóng)業(yè)用地面積約為802027629.10.058%，短期看對農(nóng)業(yè)用地影響較小。生物燃料作物耗用的農(nóng)業(yè)用地22000乙醇加工。2023152025年，非糧生物基可持續(xù)的供給和消費體系初步建立。17：20222.187%4.126%用地單位：億公頃）資料來源：生物基塑料市場發(fā)展更新2022，EuropeanBioplastics(2022)，F(xiàn)AOStats(2020)，nova-institute(2022)，instituteforBioplasticsandBiocomposites(2019)，UniversityofVirginia(2016)，生物質(zhì)資源利用三代技術(shù)差異：第一代利用糧食作物，第二代利用非糧生物質(zhì)，第三代（下圖淺綠色區(qū)域第二代開發(fā)技術(shù)以非糧生物質(zhì)為原料，主要包括木薯等淀粉類經(jīng)濟作物、木質(zhì)纖維素(農(nóng)作物秸稈、林業(yè)廢棄物、薪炭林、木體油料林、灌木林)、有機生活垃圾、畜禽糞污、生活污水污泥等（下圖藍色區(qū)域CO?和可再生能源，例如光、廢水中的無機化合物、光伏電池和風能等可持續(xù)資源產(chǎn)生的電能來進行生物生產(chǎn)（下圖深綠色區(qū)域。圖18：生物質(zhì)資源利用三代技術(shù)的區(qū)別資料來源：《微生物利用二氧化碳合成燃料及化學品——第三代生物煉制》，合成生物學期刊，非糧生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化的難點眾多，規(guī)?；諆?、高效糖化、菌株開發(fā)及分離純化有待突破。（五碳糖與六碳糖的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)工業(yè)菌株是解決當前非糧大宗化工圖19：木質(zhì)纖維素綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈資料來源：材視，《DevelopmentofZymomonasmobilisforSustainableBiofuelsandBioplastics》，湖北大學楊世輝團隊，華恒生物與睿嘉康：探索運動發(fā)酵單胞菌在非糧原料生產(chǎn)大宗醇酸領(lǐng)域應用。2023811.0345%的股權(quán)。武漢睿嘉康創(chuàng)始人楊世輝先生長期從事合成生PHB華恒生物正與睿嘉康洽談非糧廢棄生物質(zhì)為原料的大宗醇酸產(chǎn)品合成生物制造技術(shù)研發(fā)合作產(chǎn)業(yè)化。表6：武漢睿嘉康的運動發(fā)酵單胞菌在非糧原料生產(chǎn)大宗醇酸領(lǐng)域應用具備六大優(yōu)勢優(yōu)勢介紹厭氧發(fā)酵菌株為兼性厭氧菌，厭氧發(fā)酵無需通氧，比好氧發(fā)酵節(jié)省30%~50%成本；同時不需要嚴格厭氧菌發(fā)酵所需要的復雜氧氣控制設備，減少固定資產(chǎn)投入及維護成本。耐受酸性pH，同時避免雜菌污染，降低成本。代謝簡單基因組小，代謝簡單，是目前唯一已知可在厭氧條件下通過ED途徑代謝生產(chǎn)乙醇的微生物，乙醇得率高，發(fā)酵結(jié)束幾乎無副產(chǎn)物，下游分離純化簡單，成本低。無噬菌體侵染減少批量生產(chǎn)中噬菌體污染倒罐的風險。多倍體菌株基因組穩(wěn)定，菌株性能不退化。自主知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)了一系列該非模式工業(yè)菌株的生物元件挖掘鑒定及基因編輯改造工具體系，建立了菌株特異的生物元件庫、組學分析流程及數(shù)據(jù)庫、文獻數(shù)據(jù)庫等在內(nèi)的一站式數(shù)據(jù)庫。圣泉集團：掌握生物質(zhì)精煉一體化技術(shù)，全球生物質(zhì)秸稈綠色節(jié)能綜合利用引領(lǐng)者。圣1979年建廠就涉足生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)，研發(fā)的“圣泉法”生物質(zhì)精煉一體化技術(shù)入選國（2020年。該技術(shù)綠色環(huán)保、高效節(jié)能，系統(tǒng)性解決了秸稈L-圖20：圣泉集團以秸稈等為原料打造合成樹脂產(chǎn)業(yè)鏈資料來源：圣泉集團招股說明書，他山之石：中國企業(yè)大有可為，尋找具備平臺化能力的產(chǎn)品型公司為分析合成生物學企業(yè)發(fā)展路徑，我們對Amyris和Ginkgo兩家海外公司予以復盤。Amyris是全球首家合成生物學產(chǎn)品型上市公司，而Ginkgo是全球首家平臺型合成生物學上市公司，兩家公司均屬于專注于合成生物學領(lǐng)域的企業(yè)，其發(fā)展經(jīng)歷和面臨的困境值得研究。Amyris破產(chǎn)之鑒：大宗品須具備成本優(yōu)勢，消費品關(guān)注轉(zhuǎn)型風險AmyrisAmyris2003年由JayKeasling年，Amyris在蓋茨基金會的資助之下培育出了能夠產(chǎn)生青蒿酸（Artemisinicacid，合成青蒿素的重要前體）的酵母菌株，實現(xiàn)了使用生物法合2008年將技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了制藥巨頭賽諾菲。2010Amyris在納斯達克上市。2023年8月10日，Amyris公司宣布在美國申請破產(chǎn)，并計劃出售其消費品牌，以改善公司的流動資金狀況。圖21：Amyris重大發(fā)展節(jié)點資料來源：FBeauty未來跡，虎嗅APP，植提橋，圖22：Amyris產(chǎn)品關(guān)系資料來源：AmyrisTechnologyRoadmap&ProductPipeline，Amyris破產(chǎn)給予合成生物學產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要經(jīng)驗：在將青蒿酸技術(shù)轉(zhuǎn)讓給賽諾菲之后，Amyris2012Amyris對于法尼烯市場空間的測算，21201.6萬億美元，而精細化學40180億美元。考慮到燃料領(lǐng)域的廣闊市場，Amyris進軍生物燃料領(lǐng)域。Amyris開發(fā)出利用釀酒酵母生產(chǎn)的平臺化合物法尼烯，法尼烯進行氫化反應后可生成法AmyrisAmyris20124000-50001.5低估了實驗室和工業(yè)級別發(fā)酵罐的環(huán)境差異，量產(chǎn)建設進度顯著低于預期。2011年，美國迎0.82-1.06美元/Amyris7.8美元/升，20152.51美元/升，但仍然缺乏競爭力。20122月，Amyris宣費者產(chǎn)品，由合資公司運營維持。同期美國另一家纖維素燃料企業(yè)RangeFuels也宣布破產(chǎn)。20156月，Amyris25%股份出售給道達爾。表7：2012年Amyris對于法尼烯下游市場空間及潛在客戶的分析品類名稱2012年潛在市場空間（億美元）潛在下游客戶保濕劑（角鯊烷、半角鯊烷）40法國賽比克、日光化學株式會社、CenterchemInc.、dowellc&l、laserson香料香精90株式會社高砂制作所、奇華頓、美國國際香精香料公司、芬美意彈性體、合成橡膠、塑料添加劑180科桑公司、novvi汽車和工業(yè)潤滑油400米其林、可樂麗大宗聚合物、涂料、粘合劑、聚烯烴1230-航空燃料2120梅賽德斯奔馳、波音公司、大眾、道達爾、康明斯、德國曼集團柴油16000資料來源：Amyris，圖23：Amyris法尼烯生物燃料生產(chǎn)流程資料來源：Amyris，24：2015年Amyris2.51美元/升資料來源：AmyrisLDMicroconferencepresentation，

圖25：Amyris法尼烯成本較柴油缺乏競爭力資料來源：，AmyrisLDMicroconferencepresentation，oB”和“o”商業(yè)模式差異大，切換面臨應用開發(fā)風險。在生物燃料領(lǐng)域失敗后，Amyris吸取經(jīng)驗，全面轉(zhuǎn)向C”Amyris推出了包括以角鯊烷為代表的十余種產(chǎn)品，其中法尼烯通過催化加氫等步驟后可獲得角鯊烷（Squlne。角鯊烷具備良好的潤滑性、穩(wěn)定和抗氧化性，對人類皮膚具有極佳的親和力。Amyris進軍消費者領(lǐng)域的主要策略是收購名人品牌。長期看，名人品牌較難有效占據(jù)市場份額，例如擅長與知名美妝網(wǎng)絡紅人合作的彩妝巨頭Morphe20231Amyris20213mris收購了前Clvinlin創(chuàng)意總監(jiān)anisoCosta打造的清潔美容和健康CostaBrazil，20231月推出了與演員Mowry4UbyTia。然而。20232月，Amyris520238月，Amyris宣布破產(chǎn)。圖26：Amyris認為其“LabtoMarket”模式更適合“toC”產(chǎn)品Amrsabto-arke,DeverngDsrupveHeahandeauyroducscKinseyGobalInsueanalysis，圖2：Amrsaboaket是典型的合成生物學平臺，產(chǎn)品矩陣“oC資料來源：Amyris，圖28：Amyris2023年以來收入環(huán)比承壓 圖29：Amyris現(xiàn)金流持續(xù)承壓資料來源：Amyris， 資料來源：Amyris，Ginkgo成長之思：平臺型企業(yè)領(lǐng)先者，以“騎士定律”對標“摩爾定GinkgoCodebaseFoundryGinkgo2008Knight年于紐Ginkgo代碼庫生物鑄造廠聘眾多相關(guān)領(lǐng)域的研究人員，并進行持續(xù)的投資，且面臨較高的不確定性。而依托代碼庫，Ginkgo可以為客戶提供新項目啟動所需的基因設計方案。之后，客戶向Ginkgo支付使用Foundry里程碑收入Royalty（授權(quán)費股權(quán)Ginkgo400500150020%，但如果考慮未來項目下游價80%。圖30：Ginkgo商業(yè)模式：生物鑄造廠+代碼庫+AI+生物安全資料來源：Ginkgo23Q3EarningsSlides，表8：Ginkgo預測Foundry業(yè)務將給公司帶來可觀的短期代工收入和長期項目落地收入項目數(shù)據(jù)每個合成生物學項目未來落地后的平均凈現(xiàn)值（百萬美元）15每個合成生物學項目短期平均代工收入（百萬美元）5每個合成生物學項目短期平均代工成本（百萬美元）4代工業(yè)務預計毛利率20%項目整體預計毛利率80%資料來源：GinkgoInvestorDay2021，騎士法則（Knight’sLaw）是合成生物學平臺型模式的增長邏輯，擴大項目數(shù)量+提升自（Knight’sGinkgoKnight為名的定律。類比半導體領(lǐng)域的摩爾定律，騎士定律認為對自動化的投資將持續(xù)降低合成生物學實驗成本，圖31：騎士法則：Ginkgo進行單位成本優(yōu)化的三種策略資料來源：Ginkgo23Q3EarningsSlides，Ginkgo的客戶拓展策略：與初創(chuàng)企業(yè)共成長，為醫(yī)藥巨頭提供外包，為非醫(yī)藥巨頭提供合成生物技術(shù)。按照生命科學研發(fā)占總研發(fā)比例情況和公司發(fā)展程度，Ginkgo將自身客戶分（如下圖所示的目Ginkgo統(tǒng)計每年回頭客在新項目總數(shù)的占比超過三分之一。圖32：Ginkgo客戶拓展策略資料來源：Ginkgo23Q2EarningsSlides，從財務狀況看，Ginkgo的平臺型模式的長期前景向好，但規(guī)模效應當前仍未顯現(xiàn)，生物20236個項目的商業(yè)化落5Ginkgo15個10個項目將以股權(quán)轉(zhuǎn)讓的形式獲取收入，5個項目以授權(quán)費形23Q3Earnings20232.5-2.646-48%1.167%；細胞工程1.45-1.537-42%。生物安全板塊前景的不確定性將對公Ginkgo3.412.275%Ginkgo6.866.96%2021年的投資者日活動中，Ginkgo2023年細胞工程將實現(xiàn)收入3.41億美元，到2025年實現(xiàn)收入11億美元，目前實際收入距此前預期有較大差距。表9：Ginkgo對于未來新增項目及營收的預測較為樂觀2020202120222023E（23Q3測）2023E（2021預測）2024E（2021預測）2025E（2021預測）新項目數(shù)量（個）18315980-85136268508YoY72%90%36-44%收入（百萬美元）細胞工程59113144145-1503416281099代工收入5986106145-150YoY46%23%37-42%授權(quán)費及股權(quán)收入127384YoY2600%41%-89%生物安oY1082%66%-67%收入合計77314478250-260資料來源：Ginkgo23Q3EarningsSlides，GinkgoInvestorDay2021，圖33：Ginkgo2023Q1-Q3營收同比下降43% 圖34：Ginkgo近年來持續(xù)處于虧損狀態(tài) 資料來源：， 資料來源：，AmyrisAmyris給予國內(nèi)合成生物學企業(yè)選品的第一條經(jīng)驗：選品決定了進入下游市場的難度，成本領(lǐng)先為產(chǎn)業(yè)化的必需條件。AmyrisDBTL循環(huán)領(lǐng)域具備技術(shù)優(yōu)勢，先選擇進入潛在市yis給予國內(nèi)合成生物學企業(yè)選品的第二條經(jīng)驗oBo企業(yè)切換面臨應用開發(fā)風險。AmyrisC”賽道后主打名人品牌和天然成分，但經(jīng)驗Amyris跨領(lǐng)域轉(zhuǎn)型的困境，維持了較好的盈利水平。Ginkgo之思：平臺型是合成生物產(chǎn)業(yè)長期必經(jīng)之路，但短期業(yè)績受規(guī)模效應約束。我們表10：中國合成生物學企業(yè)相比海外企業(yè)盈利能力優(yōu)秀地區(qū)業(yè)務特點公司簡稱代碼主營產(chǎn)品總市值（億元）營收（億元）凈利潤（億元）凈利率（%）中國重視產(chǎn)品商業(yè)化落地及成本力優(yōu)秀華恒生物688639.SH氨基酸、生物基新材料173.3914.113.223%凱賽生物688065.SH長鏈二元酸，生物基尼龍268.5324.165.525%華熙生物688363.SH透明質(zhì)酸290.2162.829.715%錦波生物832982.BJ功能蛋白162.393.831.128%巨子生物2367.HK重組膠原蛋白320.6223.7510.042%重視合成生物學平臺搭建，TWISTBIOSCIENCETWST.ODNA合成平臺155.9614.45-15.5-107%海外以原料研發(fā)和GINKGOBIOWORKSDNA.N合成生物學平臺183.3933.27-146.6-441%前處于虧損階段CODEXISCDXS.O工業(yè)酶制劑18.279.65-2.3-24%資料來源：，（財務指標采用2022年全年數(shù)據(jù)）海外合成生物學經(jīng)驗值得借鑒，技術(shù)及應用開發(fā)雖有差距，但我國企業(yè)具備趕超機會。從合成生物學產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)看：當前合成生物學DTBL循環(huán)的研發(fā)難度仍然較高，中外技術(shù)存在明顯差距，但國內(nèi)科AmyrisDBTL循環(huán)具備優(yōu)勢并不一定意味著商業(yè)化的成功，若在發(fā)酵工程、分離純化和應用開發(fā)環(huán)節(jié)存在短板，同樣面臨失敗風險。產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)經(jīng)驗豐富，具備合成生物產(chǎn)品落地的能力。L-大，相比現(xiàn)存替代產(chǎn)品具備明顯的成本優(yōu)勢。DBTL成生物制造領(lǐng)域具備趕超機會。表11：合成生物學產(chǎn)業(yè)鏈難點、壁壘與海內(nèi)外對比環(huán)節(jié)行業(yè)難點及壁壘海內(nèi)外比較微生物菌株構(gòu)建（DBTL循環(huán)）代謝通路設計具備高壁壘。1）外源或全新設計的代謝途徑引入后，微生物系統(tǒng)的魯棒性表現(xiàn)如何，能否在外界干擾下保持優(yōu)良菌種以國外構(gòu)建為主。元件庫：NCBI（美國國家生物技術(shù)信息中心、環(huán)節(jié)行業(yè)難點及壁壘海內(nèi)外比較表型穩(wěn)定。2）目標產(chǎn)物。Amyris、Zymergen具備元件庫，諾維信、杰能科學等建立各種微生物菌種資源庫和數(shù)據(jù)庫。測序、高通量篩選等儀器設備大多數(shù)依賴進口。研究內(nèi)容方面，海外創(chuàng)新性更強。發(fā)酵工程實驗室搖瓶、小試、中試發(fā)酵罐的菌種環(huán)境差異大，面臨的pH、溶氧、補料控制、攪拌方式等不盡相同，需要在菌株開發(fā)和工藝優(yōu)化階段前置考慮。不同量產(chǎn)規(guī)模的原料、輔料、水電能耗、人工和折舊等方面的經(jīng)濟成本也不同。設計邏輯與傳統(tǒng)發(fā)酵工程類似。中國發(fā)酵工程成65%80%發(fā)酵生產(chǎn)。分離純化生物發(fā)酵過程副產(chǎn)物等雜質(zhì)眾多，分離純化系統(tǒng)設計有一定難度。中國化工產(chǎn)業(yè)體量龐大，相關(guān)原料制造成熟度較高，分離純化方案豐富。應用開發(fā)銷售渠道積累。海外企業(yè)在市場研究、配方設計、客戶資源、人體和動物實驗具備先發(fā)優(yōu)勢。資料來源：36氪，生物基能源與材料，《中科院陶勇教授：合成生物學研發(fā)創(chuàng)業(yè)，應深入市場尋找需求》，過程工程學報《生物基材料核心單體分離純化技術(shù)研究進展》，合成生物學產(chǎn)業(yè)投資邏輯：短期看選品，長期看平臺，首選具備平臺化能力的產(chǎn)品型公司?？紤]到當前合成生物學產(chǎn)業(yè)的底層技術(shù)仍有較大的進步空間，產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段仍處于早期，我們認為選擇合成生物學標的須重點關(guān)注短期選品能力以及長期平臺優(yōu)勢。從短期角度看，選品能力將對產(chǎn)品型合成生物學公司的短期財務業(yè)績產(chǎn)生關(guān)鍵性的影響，成本領(lǐng)先：技術(shù)落地概率高，相比現(xiàn)存替代產(chǎn)品具備成本優(yōu)勢。AI化的合成生物學研發(fā)平臺是持續(xù)成長的根本，因此“強勁的研發(fā)能力”和“豐富（買入B（增持B、圣泉集團、嘉必優(yōu)、梅花生物、萊茵生物、無錫晶海、藍曉科技。華恒生物：突破厭氧發(fā)酵法產(chǎn)業(yè)化，平臺化能力推動生物基新品持續(xù)涌現(xiàn)L-丙氨酸及纈氨酸市場領(lǐng)先地位。基于合成生物制造，公司實現(xiàn)了全球首次厭氧發(fā)酵法規(guī)?；a(chǎn)L-丙氨酸，2021L-纈氨酸厭氧發(fā)酵法技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。技術(shù)優(yōu)勢及產(chǎn)業(yè)趨勢推動公司快速成長，2019-2022年期間公司36.3%202319.437%4.5億元（4.4億元41%（扣非同比增長45%）圖35：華恒生物搭建了酶法和發(fā)酵法雙平臺的生產(chǎn)工藝，部分產(chǎn)品實現(xiàn)上下游綜合利用資料來源：華恒生物首次公開發(fā)行股票并在科創(chuàng)板上市招股說明書，2022年度向特定對象發(fā)行A股股票證券募集說明書（申報稿），關(guān)于簽訂技術(shù)許可合同暨關(guān)聯(lián)交易的公告，向特定對象發(fā)行股票申請文件的審核問詢函的回復（豁免版）（修訂稿），MGDA性能優(yōu)異及市場發(fā)展拉動L-MGDA50%以上。2016-202312.83%，20238.1L-MGDA在日化等下游領(lǐng)域應用的擴張，L-丙氨酸需求有望持續(xù)增長。2012年公司實現(xiàn)了全球首次萬噸級的L-丙氨酸商業(yè)化生產(chǎn)，202260%有望維持龍頭地位。圖36：MGDA相比其他螯合劑優(yōu)勢顯著 圖37：MGDA需求有望快速增長資料來源：華恒生物招股說明書，中國洗滌用品工業(yè)雜志《工業(yè)與公共設施清潔》，

資料來源：華恒生物招股說明書，中國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會，L-纈氨酸：受益于豆粕減量替代的小品種氨基酸，2020-2023CAGR24%，厭L-醫(yī)藥、食品行業(yè)，主要用做飼料添加劑。20234月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《飼用豆粕減量替代1.5%L-纈氨酸可提高仔豬生產(chǎn)性能。在20160.7320193.2565%，2020202324%2023年全球7.682020L-L-L-丙氨酸生產(chǎn)以及產(chǎn)業(yè)化過程中對設備的選型要求較為一致，可以有效共用原有生產(chǎn)工藝流程和技術(shù)經(jīng)驗。圖38：我國飼料添加劑行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模情況 圖39：L-纈氨酸需求量持續(xù)提升資料來源：華恒生物2022年度向特定對象發(fā)行A股股票募集說明書（申報稿），中國飼料工業(yè)協(xié)會，

資料來源：華恒生物首次公開發(fā)行股票并在科創(chuàng)板上市招股說明書，中國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會，相比化工合成法純度高污PBS22.41,3-丙二醇（PDO）：PTT纖維主要原材料，有望對滌綸等纖維形成替代，公司入局有望加速自主開發(fā)。蘋果酸：增量需求廣闊的酸味劑，公司已完成食品安全認證，公司預測滿產(chǎn)貢獻營收7.9億元。肌醇：生物體所需維生素B族之一，發(fā)酵法成本優(yōu)勢顯著。非糧生物基材料：公司持有武漢睿嘉康約11%股權(quán)，武漢睿嘉康針對非糧厭氧有機醇酸管線的生物燃料及生物材料進行布局與研究，有望推動非糧生物質(zhì)低成本糖化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。高絲族氨基酸：公司與關(guān)聯(lián)方共同實施高絲族氨基酸產(chǎn)品中試平臺建設，目前在小試中部分產(chǎn)