合成生物学行业分析( 49 页)

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目录

一、合成生物学颠覆传统，万亿增量市场未来可期 .... 7

（一）颠覆性前沿技术，创造美好生活 ..... 7

（二）政策推动+技术进步，产业化进程加速 .... 8

（三）增量市场广阔，投融资规模创新高 .... 11

二、多优势加持，合成生物学竞争力凸显 .... 14

（一）碳中和：多种生物基化工品减排超60% .... 14

（二）可持续：原料可持续、产品环境友好 .... 17

（三）低成本：轻资产、低能耗、高选择性 .... 19

三、技术、工业化、商业化共筑合成生物学高壁垒 ...... 23

（一）上游：多管线工业菌种创制壁垒 ....... 23

（二）中游：低成本工业化放大生产壁垒 .... 24

（三）下游：商业化推广壁垒 ...... 24

四、合成生物学应用 ..... 25

（一）生物基材料 .... 25

（二）生物农药 .... 35

（三）生物燃料 .... 38

（四）合成生物学食品 ..... 40

（五）合成生物学医药应用 ...... 40

五、重点关注 .... 42

六、风险提示 .... 49

（一）政策执行不及预期 ..... 49

（二）技术进步不及预期 ..... 49

（三）下游推广不及预期 ..... 49

图表索引

图1：合成生物学是一门涉及众多领域的交叉学科 .... 7

图2：合成生物学制造流程重要环节及相关公司图谱 ..... 8

图3：基因检测成本断崖式下降 ...... 9

图4：CRISPR 相关文献数量2012 年开始大幅增加 ...... 9

图5：21 世纪以来合成生物学的发展 ....... 10

图6：合成生物学的论文、专利和融资发展情况 ...... 10

图7：合成生物的市场规模（亿美元） ..... 12

图8：2030-40 年合成生物学的直接经济影响范围 ....... 12

图9：2020 年全球化工品销售额 ...... 12

图10：全球合成生物学领域融资额及增速 ....... 13

图11：全球合成生物学领域融资交易数量及平均融资额 ..... 13

图12：合成生物学公司所在版块投资金额 ....... 13

图13：生物基化工品的二氧化碳减排力度显著 .... 15

图14：欧盟和中国的碳排放权交易价格 ....... 16

图15：欧盟碳关税政策 .... 16

图16：合成生物学符合可持续发展理念 ....... 17

图17：PLA 源于自然，归于自然 ..... 18

图18：L-丙氨酸下游MGDA 生物可降解度高 ...... 18

图19：消费者可持续偏好推动购买决策 ....... 18

图20：生物合成条件相较化工合成温和，装置要求较为简单 ...... 19

图21：半生物法与化工合成维生素E 对比 ...... 20

图22：维生素E 投资额对比 .... 20

图23：L-丙氨酸/L-缬氨酸共线生产 ...... 20

图24：酶催化的活化能低于化学催化剂 ....... 21

图25：1,3-PDO 生产过程能耗对比 ..... 21

图26：酶催化全过程(底物输运与结合、催化反应、产物释放) ....... 21

图27：手性氨基酸示意图 ..... 22

图28：不同手性的分子具有不同的生物活性 ....... 22

图29：L-氨基酸氧化酶进一步降低D-丙氨酸生产成本 .... 22

图30：合成生物学可高选择性合成价值量更高的α‑熊果苷 ..... 23

图31：合成生物学全产业链 ..... 23

图32：凯赛生物长链二元酸量产耗时超过4 年 .... 24

图33：全球新材料创新基本停滞 ...... 26

图34：生物分子多样性带来规模化产品创新机会 .... 26

图35：生物基材料产业链 ..... 27

图36：葡萄糖结构 ....... 27

图37：支链淀粉和直链淀粉 ..... 27

图38：全球纤维素、木质素、原油产量对比 ....... 28

图39：不同植物来源的纤维素含量 ...... 28

图40：木质素的基本组成单体 ..... 28

图41：芳香族基础化工原料 ..... 28

图 42：丁二酸生物发酵法工艺减排 ..... ..... 29

图43：丁二酸生物发酵法工艺节能 ...... 29

图44：PHA 生物合成手段 ....... 30

图45： 生物基聚乙烯生产减少碳排放 .... 31

图46：生物乙烯间接与直接合成路径 ...... 31

图47：PTT 制备流程 ....... 32

图48：β-法呢烯制备HSFC ..... 35

图49：HSFC 机械性能优势 ..... 35

图50：生物合成法制备精草铵膦（L-草铵膦） .... 35

图51：RNAi 基因沉默原理示意 ....... 36

图52：dsRNA 的成本逐步下降 .... 37

图53：2020 年全球石油消费结构 .... 38

图54：中国汽柴油产量 .... 38

图55：2021 年全球生物乙醇产量（百万加仑） ...... 38

图56：2021 年全球生物柴油产量（万吨） ..... 38

图57：大肠杆菌中C2–C6 生物醇生产的代谢途径 ...... 39

图58：美国农业碳排放结构（百万吨 CO2） ...... 40

图59：合成生物学食品 .... 40

图60：酶设计 ....... 41

图61：合成基因电路基本工作模式 ...... 42

图62：弈柯莱发展历程 .... 47

图63：弈柯莱生物合成生物学产品用途简介及目前所处阶段 ...... 47

图64：弈柯莱发展历程华东医药“工业微生物”发展历程 ...... 48

表1：合成生物学的发展受到全球多国政策支持 .... 8

表2：合成生物制造进展 ....... 11

表3：部分传统企业在合成生物学领域的相关布局 ...... 13

表4：世界主要经济体碳中和承诺 .... 14

表5：生物基化工品因减排二氧化碳节省的碳排放税（元/吨） ....... 16

表6：ISCC PLUS 认证的具体要求 ...... 17

表7：Ginkgo 产品管线情况 ..... 24

表8：部分生物基材料企业产品应用及客户资源情况 ....... 25

表9：几种可生物降解塑料综合性能对比分析 ...... 29

表10：国内外PHA 产能情况 ....... 30

表11：PTT 纤维与其他弹性纤维的特性比较 ....... 32

表12：全球生物基1,3-PDO 丁二醇产能分布 ...... 33

表13：生物基聚酰胺产业化现状 ...... 33

表14：生物基尼龙56 与石油基尼龙性能对比 ..... 34

表15：国内各公司生物法制备L-草铵膦进展 ....... 36

表16：商业化进程中的dsRNA 农药产品 .... 37

表17：不同代际生物燃料对比 ..... 39

表18：使用合成生物学方法生产食物相关公司近年获得的风险投资 ....... 40

表19：合成生物学方法生产食物相关公司近年获得的风险投资 ...... 41

表 20：华恒生物的主要产品和用途 ..... ..... 42

表21：公司产能快速扩张 ..... 43

表22：凯赛生物生物基聚酰胺产能一览表（万吨） .... 43

表23：嘉必优IPO 募投项目 .... 44

表24：新和成黑龙江生物发酵项目设计产能规模 .... 44

表25：梅花生物合成生物技术相关专利 ....... 45

表26：星湖科技生产基地及产能布局 ...... 46

表27：伊品生物产品布局（截止2022Q1） .... 46

表28：弈柯莱相关产品产能布局 ...... 48

表29：华东医药合成生物技术相关专利（部分） .... 48