公司突破厌氧发酵技术瓶颈，建成发酵法酶法双平台。
公司在国际上首次成功实现微 生物厌氧发酵规模化生产 L-丙氨酸产品。公司采用自产的 L-丙氨酸制备 DL-丙氨酸，采用 自产的β-丙氨酸制备 D-泛酸钙，形成自有业务的上下游产业链优势，生产成本更加低 廉，获得显著的成本优势，具有良好的协同效应，并且正复制上述协同发展效应至其他产 品。发酵法，借助微生物在好氧或厌氧条件下将原料代谢转化为目标产品，技术门槛较 高，生产成本相对较低且生产过程绿色环保。在发酵法生产工艺下，公司以葡萄糖和氨水为原料，通过微生物细胞的代谢作用进行物质转化，从而获得 L-丙氨酸产品。酶催化法， 借助酶蛋白催化将原料转化为产品，工艺成熟稳定，主要优势在于工业酶的高手性选择， 生产出的产品手性纯度通常较高，可满足医药、食品等行业客户对高手性纯度的要求。在 酶法生产工艺下，公司采用自然筛选、定向进化等技术，构建出高手性选择的 L-丙氨酸工 业酶，使酶法生产的 L-丙氨酸光学纯度达到 99.99%。
公司丙氨酸及衍生品系列产品，质量与技术均处于业内领先水平。 公司最早实现 L-丙氨酸产业化，开发酶法和发酵法两种较为成熟的生物制造方法。在 发酵法生产工艺下，公司以葡萄糖和氨水为原料，通过微生物细胞的代谢作用进行物质转 化，从而获得 L-丙氨酸产品，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。且公司 L-丙氨酸在比旋光度指标方面，处于行业内领先水平。 公司 DL-丙氨酸产品以 L-丙氨酸为原料，以自有酶法工艺生产、成本低廉、产品优 质。公司所采取的酶法工艺，相比于传统化学合成工艺高温高压的生产条件，可在常温常 压下以温和条件反应，同时，酶活力高，反应速度快；在提取环节采用先进的膜分离技 术，工艺简单，产品纯度达到 99.5%以上。 公司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，实现生物制造 技术工艺的升级和迭代。该技术通过酶的催化作用，对丙烯酸定向加氨形成 β-丙氨酸，较L-天冬氨酸脱羧技术而言，提高原子经济性，有效降低产品成本，体现高效率、高转化率 等巨大优势。此外，在提取环节，具有绿色环保的优势，适用于大规模工业化生产，进一 步满足“绿色化学”的环保要求，成功构建 β-丙氨酸的绿色合成路线。 公司采用酶法生产的 β-丙氨酸制备 D-泛酸钙。其原料 D-泛解酸内酯的制备，公司采 用创新性的动态动力学拆分工艺，在 DL-泛解酸内内脂水解的同时，以酶法消旋 L-泛解酸 内脂，最终实现 D 泛解酸内脂“一锅法”转化。相比于传统工艺，该种方法避免有机萃取溶 剂的残留问题，简化 L-泛解酸内脂二次拆分的步骤，大幅节省能源耗用，提升产品经济 性。
下游客户稳定且优质，服务巴斯夫等境内外大型企业。公司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。在境外市场，公司与市场 500 强企业巴斯夫、味之素、伊藤忠、德之馨等公司保持着良好的合作关系；在境内市 场，公司与多家优质化工、制药、饲料和养殖企业保持着良好的合作关系，如诺力昂、华 中药业、牧原股份、双胞胎集团等均与公司建立长期业务往来。巴斯夫采购 L-丙氨酸后， 全部用于合成新型绿色螯合剂 MGDA，作为助洗剂添加于自动洗碗机专业洗涤剂中，应用 于高端洗涤领域。诺力昂采购公司产品后也应用于生产新型绿色螯合剂 MGDA。公司 L-丙 氨酸产品实现的营业收入中来自于 MGDA 应用领域的比例超过 60%。
公司是国内丙氨酸市场主导者，国内市占率近 5 成。目前，国内丙氨酸生产企业主要 包括华恒生物、丰原生化、烟台恒源等。境外丙氨酸生产企业主要为武藏野，全球丙氨酸 产能主要集中在国内市场。华恒生物拥有发酵法和酶法生产丙氨酸系列产品的技术，经过 多年的创新发展，现已成为全球范围内规模最大的丙氨酸系列产品生产企业之一，拥有丙 氨酸产能 3.25 万吨，丰原生物主要产品为新材料聚乳酸、氨基酸、有机酸系列产品，可采 用生物发酵法生产 L-丙氨酸 3 万吨，并建有 3 万吨 L-丙氨酸与苏氨酸柔性产线，最大可产 L-丙氨酸 3 万吨；烟台恒源主要产品为富马酸、L-天冬氨酸和以此为原料采用酶法生产工 艺生产的 L-丙氨酸 1.5 万吨；武藏野主要生产纯天然乳酸及其盐、酯系列产品，以化学合 成法生产工艺生产 DL-丙氨酸。 维生素 B5（D-泛酸钙、D-泛醇）行业格局集中，公司新产能释放有望跻身行业前 列。2022 年维生素 B5 全球产能约 40000 吨。亿帆医药、新发药业为主要生产商，22 年两 者市场占比达 48.9%。前 6 家主要厂商的产能占比超过 9 成。未来华恒生物 7000 吨维生素 B5 产能投产，有望跻身供给前列。
成本详拆：L-丙氨酸、β-丙氨酸和 DL-丙氨酸的成本持续下降
厌氧发酵法成本较酶法成本低约 50%，且成本持续降低。公司分别通过酶法生产食品 级 L-丙氨酸和发酵法生产工业级 L-丙氨酸，根据公司招股书披露，2013-2020H1 公司发酵 法 L-丙氨酸毛利率大约维持在 40%左右，显著高于酶法 L-丙氨酸 10-20%的毛利率。造成 毛利率相差水平如此之大的主要原因是发酵法生产的 L-丙氨酸成本显著低于酶法 L-丙氨 酸，并且发酵法 L-丙氨酸还呈现出逐年下降的趋势，2013 年公司发酵法 L-丙氨酸的成本 为 1.19 万元/吨，到 2020 上半年成本已经下降至 7852 元/吨，而同时期酶法 L-丙氨酸的成 本约为 1.6 万元/吨，发酵法 L-丙氨酸相较于酶法成本低约 50%。
酶法 L-丙氨酸降本空间有限，且 L-天门冬氨酸占成本比重逐年下降。参考公司环 评，公司酶法 L-丙氨酸并不具备较强的降本空间，主因是主要原材料 L-天门冬氨酸几乎占 据 98%以上的原材料成本，占总成本的 70%-80%。2013-2020H1 公司酶法 L-丙氨酸成本下 降的主要原因 L-天门冬氨酸原材料采购成本的下降，并且通过我们的测算可以发现公司酶 法 L-丙氨酸的原材料成本占比出现逐年下降的趋势。对此现象可以有两种解释，第一种解 释是公司酶法 L-丙氨酸原材料单耗在这七年中出现持续增长的趋势，第二种解释是公司酶 法 L-丙氨酸的其他成本出现持续增长。由于酶法发酵 L-丙氨酸技术已经十分成熟，且公司生产 L-丙氨酸经验丰富，随着不断地技术研发以及工艺改善，原材料单耗理应呈现出降低 的趋势，第一种解释显然不合理。
可变成本的增加并不是酶法 L-丙氨酸其他成本增长的主要原因。第二种解释中的其他 成本的增长包括可变成本（燃动力等）和固定成本（折旧等）增长，可变成本方面，根据 公司招股书披露，2017-2020H1 除水的单位购价出现较大增幅外，电和天然气成本并未出 现较大涨幅，但每年水的采购额仅为 300-400 万元，在整个可变成本中占比较小，水对于 酶法 L-丙氨酸成本增长的边际影响有限，可变成本的增加并不是酶法 L-丙氨酸其他成本增 长的主要原因。
可变成本的增加可能是生产规模下降带来的固定成本的增加。既然排除可变成本的增 长，那主要影响酶法 L-丙氨酸成本的因素只剩下固定成本的增加，通过观察公司 L-天冬氨 酸的采购量可以发现，公司 L-天冬氨酸的采购量自 2013 年起开始逐年下滑，从 2013 年的 6092 吨下降至 2020H1 的 1054 吨，而 L-天冬氨酸是酶法 L-丙氨酸的主要原材料，因此可 以推断出公司酶法 L-丙氨酸的产量逐年下滑，产能的下滑带来单位产能的折旧费用增加。
公司发酵法 L-丙氨酸菌种收率持续提升，原材料成本占比 7 年间下降约 20%。相较 于酶法 L-丙氨酸的原材料成本占比持续下降，发酵法 L-丙氨酸的原材料成本占比出现逐年 增长的趋势，而通过上文可知公司的能源成本并未出现大幅增长，且人工成本占比较小边 际影响有限，在这种情况下，发酵法 L-丙氨酸的原材料单耗应当出现持续降低的趋势。为 了衡量公司发酵法 L-丙氨酸原材料单耗下降的具体量级，我们通过使用公司披露的产品成 本减去测算的固定成本和燃动力成本，倒推出公司的原材料成本，原材料成本占总成本的 比重从 2013 年的 60%下降至 2020H1 的 38%，7 年间成本占比降低约 22%，我们推测公司 凭借自身的研发能力持续推出收率更高的菌种，从而降低产品的原材料消耗。
技术突破带来β-丙氨酸成本大幅下降，凭借成本优势销量快速增长。2016 年，公司 成功实现以 L-天冬氨酸为原料酶法脱羧生产 β-丙氨酸技术的产业化，初步实现生物制造技 术对传统化工制造方法的有效替代，但是产品成本较高。经过两年多的持续研发，公司于 2018 年底以丙烯酸为原料，利用人工合成酶催化生产 β-丙氨酸的工艺技术，进一步替代原 有 β-丙氨酸的生产工艺，实现生物制造技术工艺的升级和迭代，受益于技术突破带来的原 材料成本下滑，公司β-丙氨酸成本从 2018 年的 4.5 万元/吨下降至 2019 年的 2 万元/吨，成 本降幅达 56%，β-丙氨酸销量从 2018 年的 26 吨快速增长至 2020H1 的 667 吨。
DL-丙氨酸成本能下降的主要原因是自有发酵法 L-丙氨酸的成本降低。在不考虑公司 原材料单耗降低的情况下，公司披露成本和拟合原材料成本在 2013-2020H1 这 7 年之间均 呈现逐渐下降的趋势，原材料占总成本比重始终维持在 50-70%的区间内，并且公司 DL-丙 氨酸是采用自有的发酵法 L-丙氨酸进行生产，综合以上三点可以说明公司 DL-丙氨酸的成 本降低的主要原因是原材料 L-丙氨酸的生产成本降低所带来的。这也符合我们在上文中得 出的结论，受益于技术进步，原材料单耗的持续降低带来发酵法 L-丙氨酸成本持续下降， 进而给予 DL-丙氨酸持续降本的空间。
L-缬氨酸与 L-丙氨酸的核心技术以及生产流程之间存在较强的协同效应。在菌株创 制、智能发酵控制、产品分离提取等方面存在许多相同之处，产业化过程中对生产设备的 选型要求也较为一致，可以有效共用原有生产工艺流程和技术经验。公司采用高效发酵菌 株进行厌氧发酵生产 L-缬氨酸，能耗低，品质更优。厌氧发酵法葡萄糖转化率相对较高， 杂酸产生少，通过直接浓缩结晶获得较高纯度的产品。L-缬氨酸同行业其他公司通常采用 好氧发酵生产工艺，杂酸较多，能耗较高且原子经济性不高。厌氧发酵糖酸转化率高达 58%，与目前主流好氧发酵技术水平相比提升 25%以上，同时，每生产 1 吨 L-缬氨酸可节 约葡萄糖原料 0.5 吨以上。
公司缬氨酸持续放量，远期产能跻身行业前列。L-缬氨酸的主要生产企业为华恒生 物、韩国希杰、梅花生物和伊品生物，四者拥有全球较大市场占有率。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，厂家产线多为柔性生产，根据市场需求生 产不同的产品。
其中韩国希杰(沈阳)名义产能 5 万吨/年，梅花生物名义产能 2.75 万吨/年，伊品生物名 义产能 2 万吨/年。 华恒生物，IPO 募资“交替年产 2.5 万吨丙氨酸、缬氨酸项目”新增 L-缬氨酸产能 1 万吨/年，项目验收后，在后续生产过程中，由于菌种的升级改造及进化，代谢性能增加， 物料消耗量增大，产能增加，由原设计的 2.5 万吨/年提高到 3 万吨/年。2021 年 6 月建设巴 彦淖尔华恒年产 1.6 万吨三支链氨基酸及衍生物项目，设计规模为年产 L-缬氨酸衍生物 A6000 吨、L-亮氨酸和 L-异亮氨酸在同一条生产线交替生产各 5000 吨/年。
成本详拆：测算缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸成本约为 1.04/1.75/1.53 万元 /吨，毛利率约为 48%/60%/74%，具备较强的盈利能力
缬氨酸具备较强的成本优势，复制发酵法 L-丙氨酸发展路径实现快速增长。缬氨酸产 品是近三年公司业绩增长的主要来源，我们认为公司缬氨酸产品能够在保持较高盈利的情 况下实现快速放量的主要原因有两点：一方面由于猪周期自 2021 年起开始下行，在 2021 年 10 月达到底部，生猪养殖企业在猪肉价格底部加强对于成本的管控，缬氨酸做为豆粕替 代的直接受益产品，需求增速的边际在过去三年出现增长；另一方面，我们测算公司缬氨 酸成本大约在 1.0-1.1 万元/吨，过去三年毛利率维持处在 46%-48%，相较于同行亏损的情 况，存在较强的竞争优势，我们认为公司缬氨酸复制发酵法 L-丙氨酸的发展路径，即凭借 成本优势抢占市场空间，实现产品销量的快速增长。
公司于 2021 年公布年产 1.6 万吨三支链氨基酸及衍生物项目环评，该项目以葡萄糖为 原料，采用发酵法交替生产，其中 L-缬氨酸衍生物 A 年产 6000 吨，L-亮氨酸年产 5000 吨，L-异亮氨酸年产 5000 吨，经过我们的测算，公司 L-缬氨酸衍生物 A 的成本大约是 3.4 万元/吨、L-亮氨酸成本大约是 1.75 万元/吨、L-异亮氨酸成本大概是 1.53 万元/吨。
