从种子到新材料,三黍生物全面布局生物基赛道,国内产业链的优势是什么?

材料每日新鲜报 2023-09-08
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近日,江苏三黍科技有限公司(以下简称“三黍生物”)宣布完成数千万元Pre-A轮融资,本轮融资由南通投管领投,聚焦生物科技创投孵化的知耕基金追投加持。

所募资金将用于研发生物基新材料,搭建质谱多组学、淀粉多糖研发平台,加快生物基新材料创新应用场景开发落地,构建全产业链生产布局。同时,2022年8月,三黍生物已获得知耕基金数千万元天使轮独家投资,所募资金用于推动三黍生物产品研发及客户验证。

1、从种子到新材料,三黍生物全面布局生物基新材料赛道

三黍生物成立于2014年,建立了国际领先的贯穿质谱多组学、淀粉多糖解析及植物基新材料研发生产为一体的科研检测服务平台,致力于提供专业的科研技术服务,涵盖医学、植物学、农学、中药材、环境、土壤、植物基新材料等方向;可提供功能性多糖解析、淀粉结构解析、高通量测序、蛋白质组学和代谢组学服务,已为近五千家高校、科研院所和企业提供高质量技术服务。

凭借持续的研发积累和技术创新,三黍生物全面布局植物基新材料赛道,已建立从基因编辑、新品种选育、细胞工厂到植物基新材料产品上市全产业链运营模式,形成三黍自有的商业生态体系。产品涵盖新高分子阻燃聚乙烯材料、新型特种功能淀粉、植物基可降解材料、植物基胶黏剂、植物基胶囊等多个方向;同期公司已通过ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证、ISO45001职业健康安全管理认证和CNAS认证,并拥有国家科技型中小企业、江苏省高新技术企业、江苏省民营科技企业等多项荣誉资质。

生物基材料即将在汽车、电子、工程等大应用领域得到应用,全球主要国家纷纷布局生物制造产业,合成生物学奇点时刻到来。能源结构调整大背景下,化石基材料或在局部面临颠覆性冲击,低耗能的产品或产业有望获得更长成长窗口。

对于传统化工企业而言,未来的竞争在于能耗和碳税的成本,优秀的传统化工企业会利用绿色能源代替方案、一体化和规模化优势来降低能耗成本,亦或新增产能转移至 更大的海外市场,从而达到双减的目标。

随着生物基材料成本下降以及“非粮”原料的生物基材料的突破,生物基材料有望迎来需求爆发期,通过加强合成生物学全产业链高通量研发设施建设,选择有相对竞争力、前瞻性、社会意义和商业 价值的项目进行系统性重点研发,生物基材料有望在汽车、电子、工程等领域得到应用,目前行业龙头企业纷纷布局生物制造技术。

2、两大龙头

1)凯赛生物:“碳中和”下生物制造大有可为

凯赛生物是全球领先的利用生物制造规模化生产新材料的企业之一。公司主要产品包括生物法长链二元酸、生物基戊二胺和生物基聚酰胺。2021 年新冠疫情带来的负面影响减弱,叠加自身生物基聚酰胺生产线投产,公司实现营业收入 21.97 亿 元,同比增长 46.77%,实现归母净利润 6.08 亿元,同比增长 32.82%;2022 前三季度公司实现营业收入 18.38 亿元,同比增长 4.79%;归母净利润 4.86 亿元,同比增长 2.15%。

生物法长链二元酸产能持续放量,产品有望继续主导市场。公司是全球生物法长链二元酸的主导供应商,目前拥有生物法长链二元酸 7.5 万吨产能,是全球唯一 可以量产 DC10-18 的企业。同时,山西合成生物产业生态园区项目中年产 4 万吨生 物法癸二酸项目已于 2022 年三季度建成投产。

目前癸二酸传统生产方式为蓖麻油水解裂解制取,全球市场规模约为 11 万吨,公司该项目是全球首创的生物法癸二酸产业化项目,预计投产后将成为癸二酸市场的有力竞争者。随着公司生物法长链二元酸技术水平持续提高和癸二酸产能投产,预计公司将继续主导全球长链二元酸市 场。

生物基聚酰胺产能落地在即,下游应用场景广泛。凯赛(乌苏)年产 5 万吨生 物基戊二胺及年产10 万吨生物基聚酰胺生产线已于 2021 年中期投产,生物基聚酰 胺产品开发了 300 多家客户并开始形成销售,公司产品主要应用于民用丝、工业丝、 无纺布、工程塑料、玻纤增强复合材料和碳纤维增强复合材料等领域。此外公司山 西合成生物产业生态园区项目中年产 50 万吨生物基戊二胺、90 万吨生物基聚酰胺 等项目将与下游产业链配套项目一并规划,预计 2023 年年底投产。

公司生物基聚酰胺产品主要包括 PA56、PA510、PA5X 等,重点开发的聚酰胺 PA56 产品性能接近 通用型聚酰胺 PA66,而目前生产 PA66 的上游原材料己二腈一直较依赖进口,PA56 作为一种新型生物基材料,其推广也将对改善我国关键材料对外进口依赖有着积极 作用,目前其产品性能和应用潜力逐渐为市场所接受和认可。

此外,生物基戊二胺的原材料目前主要为玉米,相较于传统石化工艺有更显著的成本优势并且能够大量 减少碳排放,同时公司还在积极探索以秸秆等生物废弃物代替玉米等粮食产物作为 原材料的工艺技术,在“碳中和”大背景下,生物基聚酰胺有望迎来大场景应用。

新建玻纤项目落户山西综改区,“聚酰胺+玻璃纤维”协同效应显著。山西合成 生物产业生态园是由山西综改区引进公司打造的合成生物全产业链集聚园区,目前公司的生物基聚酰胺与连续玻璃纤维或者碳纤维制成的复合材料,正在多个领域进 行应用开发和测试,有望进入“以塑代钢、以塑代铝、以塑代塑”用于替代金属、替代热固型材料的大场景应用阶段。

2022 年 6 月 30 日,中材科技全资子公司泰山玻 璃纤维有限公司拟斥资 36.84 亿元,投建年产 30 万吨高性能玻璃纤维智能制造生产 线项目,建设期 26 个月,建设地点位于山西省太原市山西转型综合改革示范区。公司在山西综改区规划的 90 万吨聚酰胺产能有望与园区新建的玻纤等项目实现生产、 应用协同,加速带动公司玻纤增强复合材料的下游应用,拓展聚酰胺的应用领域,提升装置的经济效益。

2)华恒生物:持续扩充产品矩阵,加速布局合成生物学赛道

全球丙氨酸龙头企业,生物法是核心技术。公司是合成生物学龙头企业,主要产品包括丙氨酸系列产品(L-丙氨酸、DL-丙氨酸、β-丙氨酸)、L-缬氨酸、D-泛酸 钙和熊果苷(α-熊果苷和β-熊果苷)等,可广泛应用于日化、医药及保健品、食品添加剂、饲料等众多领域,现有丙氨酸系列产品产能超 2.65 万吨,目前公司 L-丙氨 酸的市场份额全球第一。2021 年公司实现营业收入 9.54 亿元,同比增长 95.81%;实现归母净利润 1.68 亿元,同比增长 38.92%;2022 年前三季度缬氨酸及丙氨酸产 品产销两旺,公司业绩创新高,实现营业收入 9.84 亿元,同比增长 58.38%;实现 归母净利润 2.17 亿元,同比增长 112.61%。

持续发力合成生物学赛道,拓宽公司产品矩阵。9月12日公司拟以自有资金 1000 万元对参股公司智合生物增资,此次增资完成后,公司持有智合生物 25%的股权并实际控制智合生物;同日,杭州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,独占实施许可期限为 20 年。智合生物拥有发酵法 1,3-丙二醇、发酵法玫瑰精油等技术成果。

丁二酸是一种重要的有机化工原料及中间体,传 统的生产方法主要是应用石化法生产,而发酵法是利用可再生糖源和二氧化碳作为 主要原料,在石油危机及环境污染的双重压力下,生物法能够节约大量的石油资源并且降低产生的污染,具有显著的成本和环保优势。10 月 28 日,公司定向增发 17.3 亿元用于投资建设生物基丁二酸项目、生物基苹果酸项目以及补充流动资金。

目前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已按计划部分投产,相关产品经济性逐步呈现。此外,公司还在稳步推进巴彦淖尔基地年产 1.6 万吨三支链氨基酸及其衍生物项目和长丰基地年产 0.7 万吨 beta 丙氨酸衍生物项目,预计均将在 2023 年建成投产。公司持续发力合成生物学赛道,随着多个项目的稳步推进和陆续投产,公司将进一步丰富自身产品种类,增强公司在动物营养领域的核心竞争力,提高产业链的一体化程度,稳固自身合成生物学头部地位。

“产研学”合作模式助力公司研发能力,国际首家微生物厌氧发酵规模化生产 L-丙氨酸企业。公司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。公司突破厌氧发酵技术瓶颈,在国际上首次成功实现了微生物厌氧发酵规模化生产 L-丙氨酸 产品,是行业内拥有厌氧发酵法生产 L-丙氨酸完整知识产权的优势企业之一。

“碳 中和”大背景下,生物制造以可再生的物质为原材料,生产过程绿色环保,可大幅减 少二氧化碳排放:以 L-丙氨酸为例,每生产 1 吨 L-丙氨酸理论上二氧化碳排放减少 到 0.5 吨,随着以碳税为代表碳中和政策逐步落地,会进一步拉开生物制造对传统 工艺的成本优势,生物制造产业也将迎来更大的发展。目前多个在研项目进入中试 小试阶段。公司未来还将继续加大对研发的高投入,持续发力合成生物学赛道,加 速开发更多种生物基新产品,推动我国在生物制造领域的跨越式发展。

3、生物基材料对石油基材料的替代趋势

这些材料对比石油基的好处是显而易见的:

1)当前许多材料的原料来源于石油等不可再生资源。这些资源储量有限,不可持续。

2)石油基材料生产和处置过程中会产生大量温室气体排放。

3)现有像塑料等材料不易回收利用,大量成为垃圾污染环境。

4)部分生物基材料能实现化学材料无法实现的优异性能。

据世界经合组织(OECD)预测,到2030年将有35%的化学品和其它工业产品来自生物制造,生物制造在生物经济中的贡献率将达到39%,超过生物农业(36%)和生物医药(25%),且将有25%有机化学品和20%的化石燃料由生物基化产品取代,基于可再生资源的生物经济形态终将形成万亿美元产值发展空间。

在塑料、纤维、橡胶等大化工领域,生物基将成为化工新材料的创新发展方向,下游消费品市场也会迎来一波产品升级的机会。

4、中国发展生物基材料的独特优势

欧美一直是生物基材料的主要推动者,可降解赛道的龙头企业Natureworks、Avantium都成立超过20年的时间,但中国正在慢慢成为这一领域最强大的参与者,中国拥有的全产业链优势,有庞大的发酵工业体系,在这一轮新的经济发展动能上,也将会落子材料产业的升级。

1)政策推动价值链重塑。生物基材料相当于渐进式创新,并不能颠覆掉过去的游戏格局,更多是存量市场的替换、升级,在现有的评价体系中,要满足下游客户既要又要且要的比较心态。客户并不会因为是绿色可降解,就要接受数倍于原有材料的成本。比如可降解塑料里面最成熟的PLA,现在还要2万多,比其他通用塑料价格贵两三倍,综合成本比普通包装塑料贵四五倍左右。

当市场内生力量博弈因素过多的时候,就需要通过政策外力,来调控市场运行规律,重塑整个价值链条。2022年5月,国家发改委出台《“十四五”生物经济发展规划》,将生物能源稳步发展、生物基材料替代传统化学原料、生物工艺替代传统化学工艺等进展明显列入发展目标;并提出要重点围绕生物基材料、新型发酵产品、生物质能等方向,构建生物质循环利用技术体系,完善生物基可降解材料评价标准和标识制度扩大市场应用空间。国家陆续出台的多项政策都将推动生物级产业链在我国的快速成长。

2)产业升级助力降低冷启动成本。生物基材料的成本高昂一直是行业症结,但没有大规模量产就无法验证技术、工艺的稳定性、进而将成本逐步降下来,也没办法交付客户的订单。但没有下游市场订单的支撑,也无法拿到足够的融资,来满足重资产的投资建设。这时候 ,就需要地方政府介入,一起完成前期重资产投入。我们已经看到不少地方政府,都在鼓励绿色制造产业升级,尤其是化工、发酵产能需要升级换代的地区,通过出资建厂、引导基金投资等方式,扶持生物基产业的发展。

3)长期主义布局引导非粮技术方向。生物基的底层是碳源,比如葡萄糖、淀粉、玉米等,如果大力发展生物基材料是以粮食作为底层动力的话,那么就会陷入“与民争粮”“与畜争饲”等矛盾。2023年1月,六部门联合发布了《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》,就提出发展目标:到2025年,非粮生物基材料产业基本形成自主创新能力强、产品体系不断丰富、绿色循环低碳的创新发展生态,非粮生物质原料利用和应用技术基本成熟,部分非粮生物基产品竞争力与化石基产品相当,高质量、可持续的供给和消费体系初步建立,引导创新碳源的技术发展,比如废弃秸秆的再利用。

文章来源: TK生物基材料,天图创投

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