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【公司研究】凯赛生物-深度报告：合成生物产业化龙头前景广阔-20200904（37页）.pdf

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1、证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分 2020 年年 09 月月 04 日日公司研究公司研究评级：评级：买入买入（首次覆盖首次覆盖）研究所证券分析师：卢昊 S0350520050003 证券分析师：代鹏举 S0350512040001 联系人：袁帅 S0350120060022 合成生物产业化龙头合成生物产业化龙头，前景广阔，前景广阔凯赛生物凯赛生物（688065）深度报告）深度报告最近一年走势相对沪深 300 表现表现 1M 3M 12M 凯赛生物 -27.5 -27.5 -27.5

2、沪深 300 0.9 21.0 24.0 市场数据 2020-09-03 当前价格（元） 113.83 52 周价格区间（元） 107.46-198 总市值（百万） 47430.91 流通市值（百万） 4305.10 总股本（万股） 41668.20 流通股（万股） 3782.05 日均成交额（百万） 684.07 近一月换手（%） 222.38 相关报告投资要点：投资要点：国内国内首家合成生物学产业化企业首家合成生物学产业化企业。公司是国内首家实现合成生物学产业化的企业，目前拥有 7.5 万吨生物法长链二元酸产能。合成生物学是通过基因工程等手段对微生物进行基因编辑以设计出特定代谢

3、途径生产化学品的一门学科，拥有极高的技术壁垒。生产过程分为上游、中游、下游三阶段，上游包含发酵菌种的筛选、保藏和育种。中游涵盖生产原料的预处理、菌种的扩大培养、空气的无菌化处理、发酵方法的选择和发酵过程的控制等。下游涉及发酵产品的分离提纯。整个过程涉及生物学、细胞工程、生物化工、高分子材料与工程等多个领域，专业性极高。而合成生物学的产业化则拥有更高壁垒，除工业酶外，国外如杜邦、帝斯曼等巨头也仅实现了 1,3-丙二醇、法尼烯、丁二酸等少量产品的产业化。公司的生物法长链二元酸在全球一家独大，成功逼退化学合成法长链二元酸生产商英威达。在生物法长链二元酸领域成功实现产业

4、化的经验为公司将生物法戊二胺和生物基尼龙产业化打下坚实基础。创始人刘修才博士 2011 年入选 “世界上 100 名对生物能源最有影响的人物” ，为我国生物法发酵生产维生素 C 的奠基人，是公司研发实力的保障。生物化工生物化工未来前景广阔未来前景广阔。和传统的石油化工、煤化工相比，生物化工拥有原材料可再生、安全性高和环境友好等优势。以基因工程为代表的菌株定向改造技术使人们可以控制微生物代谢的产物，提高产品收率，降低分离成本。生物化工在越来越多的化学品生产过程中展现出成本优势。我们对生物化工前景的判断基于以下两点：1.生物领域的研发投入巨大，未来技术进步趋势明显，

5、有望使成本继续下降。 2. 政策推动需求放量。国内生物法尼龙 56 的出现打通尼龙生产的新路径，绕开己二腈制约，是我国尼龙行业发展摆脱进口依赖的有效途径，属于国家政策支持发展的产业。全球各地“禁塑令”驱动生物基可降解塑料对传统石化基不可降解塑料的替代，根据我们的测算，若 2025 年生物基可降解塑料的渗透率达到 10%，对应的市场规模为 8000 亿元。募投项目打开公司成长空间募投项目打开公司成长空间。公司在建和募投项目众多，包含 4 万吨生物法癸二酸、3 万吨长链二元酸、2 万吨长链聚酰胺、5 万吨戊二胺和 10 万吨生物基通用聚酰胺等项目。公司围绕生物基尼龙产业链发展

6、，生物基尼龙生产需要二元酸和二元胺，在已有的长链二元酸产合规声明国海证券股份有限公司持有该股票未超过该公司已发行股份的 1%。 -0.4000 -0.3000 -0.2000 -0.1000 0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 20/08 凯赛生物沪深300 证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分 2 能的基础上，新建生物法戊二胺将完善在生物基尼龙产业链中的布局。募投的长链生物基聚酰胺和通用生物基聚酰胺属于向产业链下游延伸。生物基尼龙有望对传统石油基尼龙进行替代，全球每年尼龙需求超过 700 万吨，市场规模超过 2000 亿元。新建产品主要应用在

7、纺织、高级香料、高档润滑油、高档防锈剂、合成纤维等领域，同时有望拓展医药中间体等新应用领域，需求旺盛。募投项目将丰富公司产品种类，打开成长空间。盈利预测和投资评级盈利预测和投资评级。公司是 A 股稀缺的生物化工产业化标的，产品拥有极高的技术壁垒，生物基材料对石油基材料的替代空间巨大。预计公司 2020-2022 年 EPS 分别为 1.02、1.57 和 2.44 元/股，对应 PE 分别为 111.7、72.5 和 46.7 倍，首次覆盖，给予“买入”评级首次覆盖，给予“买入”评级。风险提示风险提示。项目推进不及预期；原材料价格大幅波动；下游市场开拓不及预期；技术泄密

8、风险；人才流失风险；新型生物基材料对化学合成材料替代进程的不确定性。预测指标预测指标 2019 2020E 2021E 2022E 主营收入（百万元） 1916 1922 2717 4510 增长率(%) 9.1% 0.3% 41.4% 66.0% 归母净利润（百万元） 479 493 760 1179 增长率(%) 3% 3% 54% 55% 摊薄每股收益（元） 1.28 1.02 1.57 2.44 ROE(%) 10.32% 4.63% 6.68% 9.46% 资料来源：Wind 资讯、国海证券研究所 pOoNrMsPpNqRrNnQuMvMtQaQcMbRmOoOnPpPkPnNy

9、RiNrRqPbRmMvMMYmQxPvPoMtP 证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分 3 内容目录内容目录 1、国内首家合成生物学产业化企业 . 6 1.1、生物化工龙头企业 . 6 1.2、核心技术团队实力雄厚 . 9 1.3、业绩稳定增长，募投项目打开成长空间 . 10 2、生物化工对化学合成初步替代. 13 2.1、生物合成应用领域广泛 . 13 2.2、生物化工安全环保，部分产品已具备成本优势 . 15 2.3、技术进步提升生物化工竞争力 . 17 3、生物化工未来前景广阔 . 21 3.1、坐拥巨大市场空间 . 21 3.2、政策推动生物基化学品需求

10、. 26 4、新项目丰富产品储备，下游应用领域众多 . 28 4.1、围绕生物基尼龙产业链布局新产品 . 28 4.2、下游应用领域广，化纤市场空间大 . 30 5、盈利预测与评级 . 33 6、风险提示 . 34 证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分 4 图表目录图表目录图 1：公司研发中心与生产基地 . 6 图 2：公司股权结构图 . 8 图 3：公司历年营业收入 . 10 图 4：公司历年归母净利润 . 10 图 5：公司历年产能产量开工率情况 . 11 图 6：各生产基地产能利用率情况 . 11 图 7：公司主营产品毛利率 . 11 图 8：成本构成部分占总营收的比例

11、 . 11 图 9：公司历年研发投入 . 12 图 10：公司历年三项费率 . 12 图 11：发酵工艺流程图 . 13 图 12：从生物质到生物基产品 . 15 图 13：已实现生物法生产的化学品 . 16 图 14：工业菌育种流程. 17 图 15：工业发酵项目建设流程 . 17 图 16：光滑球拟酵母中丙酮酸的代谢途径 . 18 图 17：生物反应器示意图 . 20 图 18：发酵液分离纯化过程 . 21 图 19：常见生物基平台化学品 . 22 图 20：全球塑料产量 . 22 图 21：全球生物基塑料产能 . 22 图 22：全球生物可降解塑料的需求 . 23 图 23：全球生物降解

12、塑料需求区域分布情况 . 23 图 24：全球生物基塑料的应用领域 . 23 图 25：各生物基塑料占比 . 23 图 26：生物基尼龙用戊二胺替代己二胺 . 25 图 27：全球尼龙历年产量 . 25 图 28：全球己二腈产能分布 . 25 图 29：公司规划的聚酰胺产品系列 . 28 图 30：大肠杆菌和谷氨酸棒状杆菌中戊二胺的代谢途径 . 29 图 31：公司生物基尼龙产品泰纶 . 30 图 32：化学纤维分类 . 31 图 33：国内化学纤维市场规模 . 31 图 34：2019 锦纶在化学纤维中的占比 . 31 图 35：国内锦纶历年产量 . 31 图 36：国内涤纶长丝历年产量 .

13、 31 表 1：公司主要产品及储备产品情况 . 6 表 2：公司代表性技术 . 7 表 3：核心技术人员简介 . 9 表 4：募投建设项目情况 . 12 表 5：生物化工的应用领域 . 13 表 6：工程菌改造及应用实例 . 19 表 7：2019 年欧洲生物基化学品市场规模及市场空间 . 24 证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分 5 表 8：未来 5 年生物基塑料市场规模测算 . 24 表 9：未来 5 年生物基尼龙市场规模测算 . 26 表 10：国家鼓励生物能源与生物基化学品及材料的发展 . 26 表 11：全球主要国家和地区推出禁塑令 . 27 表 12：主要长链尼龙生产企业

14、. 28 表 13：PA56、PA6、PA66 和涤纶性能对比 . 32 表 14：未来 5 年国内生物基尼龙纤维市场规模测算 . 32 证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分 6 1、国内国内首家首家合成生物合成生物学学产业化产业化企业企业 1.1、生物生物化工化工龙头企业龙头企业凯赛生物（688065.SH）成立于 2000 年 11 月 24 日，是一家以合成生物学等学科为基础，利用生物制造技术，从事新型生物基材料的研发、生产和销售的高新技术企业。创始人刘修才博士 1994 年回国创业，最初从事生物制药行业，后在国家发改委组织的会议上，听取了关于中国未来生物化工产业发展

15、前景的报告后，调整了企业的发展方向，将目光锁定到面向未来的生物化工产业链上。目前公司已实现 DC12（月桂二酸）、DC13（巴西酸）等生物法长链二元酸和生物基戊二胺产品的商业化生产，是利用生物制造规模化生产新型材料的龙头企业。表表 1：公司主要产品及储备产品情况公司主要产品及储备产品情况产品名称产品名称产能（万吨）产能（万吨）进展进展用途用途生物法长链二元酸系列产品 7.5 已建主要用于高性能长链聚酰胺、香料、热熔胶、润滑油、耐寒增塑剂、粉末涂料生物基戊二胺 5 在建可作为 PA56、PA5X 及其他化工生产合成过程的原料生物基聚酰胺 10 在建以 PA5

16、6 为代表的生物基聚酰胺系列产品经国内外用户试用和认可，预计可广泛用于纺织、工程材料等领域生物基癸二酸 4 规划主要用于生产 PA610 长链聚酰胺 2 规划在汽车零件、深海石油管道、粉末涂料等领域有较好的应用前景资料来源：凯赛生物招股说明书、国海证券研究所公司在国内设有 1 家研发中心和 2 个生产基地。研发中心位于上海张江高科技园区，产业化平台涵盖了分子生物学、发酵过程工程、高分子材料等专业领域的研究。两个生产基地分别位于山东济宁和新疆乌苏，其中山东生产基地拥有 4.5 万吨长链二元酸产能，于 2003 年实现产业化，该项目也是世界上生物法产品取代石油化工法产品的商业成

17、功案例之一。乌苏生产基地拥有 3 万吨长链二元酸产能。2014 年，公司完成了生物基戊二胺及生物基聚酰胺的产业化试运行，这是继传统化学法 PA66 和 PA6 发明多年后，推出的新型生物基新材料，有望在纺织和工程塑料领域对 PA66 和 PA6 形成替代。图图 1：公司公司研发中心与生产基地研发中心与生产基地资料来源：公司官网、国海证券研究所证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分 7 公司在合成生物学、细胞工程、生物化工、高分子材料与工程等领域积累了大量研发成果。截至 2020 年 3 月 31 日，公司已获得 120 项境内授权专利、19 项境外授权专利。专利涉及菌株筛

18、选、发酵控制、纯化分离、聚合反应等各个环节。表表 2：公司公司代表性代表性技术技术技术名称技术名称主要创新点主要创新点技术技术来源来源对应对应工艺工艺关键指标关键指标利用合成生物学手段，开发微生物代谢途径和构建高效工程菌现代基因工程编辑手段（如 CRISPR/Cas9 等）用于工业微生物代谢途径改造自主研发基因工程 1.公司目前合成生物学和菌种高通量筛选平台的菌种筛选能力已达数十万株/年量级，筛选效率相较传统方法提高明显 2.公司筛选出并不断改进生物法长链二元酸系列产品的菌种，提高发酵转化率、产酸水平和节能减耗水平。如针对 C10 烷烃对菌

19、种抑制问题，开发了具备商业化竞争力的 DC10 菌种（发行人发酵罐容积数倍于公开水平的基础上，产酸和转化率远超公开水平）；针对超长链二元酸（DC16 以上）代谢过程产生杂酸影响聚合质量问题，公司利用高通量筛选模型，专门开发了低杂酸含量的菌株，满足了客户用于制造具备接近 PA11 或 PA12 的特种长链聚酰胺的单体需要 3.针对“一步法”直接从糖转化为戊二胺存在的戊二胺细胞抑制问题，公司利用核心技术开发出的菌株，提高了细胞对戊二胺的耐受性，并通过改造关键酶的蛋白结构，使其在高 pH 具有稳定性，在戊二胺发酵和提取过程中减少无机酸/无机碱的用量，不但降低成本，也减少了因此而

20、产生的无机盐对污水处理的负担微生物代谢调控和微生物高效转化技术利用在线传感器技术采集生物代谢过程各种生理参数，进行大数据分析，实施智能化控制过程自主研发生物工程 1.长链二元酸发酵过程是一个“气液固油”四相共存的复杂体系，菌体在这个体系中的生长和代谢随着发酵反应过程会发生相应的变化，反应器的放大设计和控制成为产业化重点挑战之一，公司在结合菌体生理与生物反应器流场特性的多尺度参数研究的基础上，把长链二元酸的发酵反应从摇瓶逐步放大到 200m 3、 600m 3、800m3的发酵罐。单个发酵体积的增大直接影响到生产效率、生产成本和产品质量稳定性。 2.公司

21、结合长链二元酸菌种改造和发酵控制技术，成功地将原来转化过程中产生的微量杂酸等难以纯化的杂质控制在较低水平，以便通过纯化降低到 ppm 级别的水平 3.公司改造了赖氨酸脱羧酶，使其在高 pH 环境下具有稳定性，赖氨酸脱羧酶在 pH8.0 时的活性相对中性 pH 的维持率超过 95%，公开市场报道为 50%-60%，从而简化戊二胺生产工艺并降低了无机酸、碱消耗证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分 8 生物转化/ 发酵体系的分离纯化技术针对性地高效实现生物制造去杂质过程自主研发生物化工 1.公司的长链二元酸分离纯化技术可高效、低成本地将产品中的关键杂质控制在极低水平（ppm 级） 2.公司开发的膜过滤技术，起到一步实现“破乳、去菌体、去残留烷烃”的作用，从本质上解决了生物法长链二元酸从发酵液提取的成本和质量两个瓶颈，成为生物法长链二元酸产业化技术突破的里程碑 3.公司开发的溶剂结晶工艺，

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