中国维生素产业需要进行一场基于新质生产力革命的供给侧改革!

冷谈哥 2024-05-13 09:06:34

在相当一段时期,我国的经济国策就是以科技创新引领现代化产业体系建设。提升产业链供应链韧性和安全水平。大力推进新型工业化,发展数字经济,加快推动人工智能发展。打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业,开辟量子、生命科学等未来产业新赛道。

生物制造被认为具有引领“第四次工业革命”的潜力。

根据经济合作组织预测,到2030年相关产业规模将达到全球工业生产总值的35%。

《“十四五”生物经济发展规划》明确将生物制造作为生物经济战略性新兴产业发展方向,提出“依托生物制造技术,实现化工原料和过程的生物技术替代,发展高性能生物环保材料和生物制剂,推动化工、医药、材料、轻工等重要工业产品制造与生物技术深度融合,向绿色低碳、无毒低毒、可持续发展模式转型”。

大力发展生物制造产业,将助力我国加快构建绿色低碳循环发展经济体系,推动生物经济实现高质量发展。

加快推进新型工业化

发挥新质生产力作用

生物制造,是指以工业生物技术为核心的先进生产方式,即以基因工程、合成生物学等前沿生物技术为基础,利用菌种、细胞、酶等生命体生理代谢机能或催化功能,通过工业发酵工艺规模化生产目标产物的制造过程。

生物制造将促进我国制造业的转型升级以及新业态的出现。

生物制造具有原料可再生、过程清洁高效等特征,可从根本上改变化工、医药、能源、轻工等传统制造业高度依赖化石原料和“高污染、高排放”不可持续的加工模式,减少工业经济对生态环境的影响,推动物质财富的绿色增长和经济社会可持续发展。在资源有限和环境问题日益凸显的情况下,生物制造技术是缓解能源资源矛盾、推动经济社会可持续健康发展的有效方案。

在绿色发展方面,生物制造可以降低工业过程能耗、物耗,减少废物排放与空气、水及土壤污染,大幅度降低生产成本,提升产业竞争力。在低碳发展方面,生物制造可以利用天然可再生原料,实现化学过程无法合成或者合成效率很低的石油化工产品的生物过程合成,促进二氧化碳的减排和转化利用,构建出工业经济发展的可再生原料路线。在循环发展方面,生物制造可以提高自然资源利用效益,实现废弃物回收利用,提升能源效率,促进产业升级,形成“农业-工业-环境-农业”的良性循环模式。

生物制造技术怎样帮助人类应对环境挑战?世界经合组织曾对6个发达国家进行分析,结果表明:生物制造技术的应用可以降低工业能耗15%-80%,原料消耗35%-75%,空气污染50%-90%,水污染33%-80%,生产成本降低9%-90%。世界基金委员会预测,到2030年,工业生物技术每年将可降低25亿吨的二氧化碳排放。

同时,生物制造是典型的高技术制造业,可以与新一代信息技术、细分行业先进生产技术深度融合,加快生物制造发展,有助于拉动制造业研发、资本等投入,缩短新品研发周期,提升产品附加值和工厂生产效率。随着生物制造产业规模持续扩大,还可以有力带动技术、装备及检测、包装等服务型制造、生产性服务业协同发展。

另一方面,依托生物制造技术,能够实现化工原料和过程的替代,有望彻底变革未来物质加工和生产模式。

用于生物制造的可再生生物质资源包括糖、油脂、非粮生物质、有机废弃物,甚至工业废气、二氧化碳等,可以生产一系列能源与化工产品,包括基础化工原料、溶剂、表面活性剂、化学中间体,以及塑料、尼龙、橡胶等高性能生物环保材料和生物制剂,或生产原料药、疫苗和抗体药物,推动化工、医药、材料、轻工等重要工业产品制造向绿色低碳、无毒低毒、可持续发展模式转型,甚至生产淀粉、蛋白质、油脂等食品成分,颠覆未来农产品供给模式。

中国工程院院士、浙江工业大学教授郑裕国认为,理论上,全球一半以上的重要化学品可以用生物制造方法获得,但目前真正实现生物制造的产品仅占很小一部分。从技术赋能经济发展角度来看,理论比例和实际应用之间的巨大差距,意味着新的经济增长点。这也是世界各国抢占生物制造科技制高点的原因所在。

中国工程院院士、北京化工大学校长谭天伟也表示“生物制造的范围非常广,而且能够实现零碳经济的需求。”他认为,随着科技与产业的不断创新,全球70%的产品都可以用生物法生产,涉及的行业也越来越广,而且,不依赖化石资源的生物创新产品和制造过程,能促进气候目标和碳排放目标的实现。

在过去的几十年里,中国科学家们在合成生物学领域取得了许多重要的研究成果和应用进展,成为全球合成生物学领域的重要参与者和推动者。

中国科学院天津工业生物技术研究所科学家团队在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产转变成为可能。

清华大学合成与系统生物学中心团队筛选出了适应力非常强的工业微生物菌株嗜盐菌Halomonas,实现了生物制造产业关键核心技术的突破。

中国农业科学院团队历时15年研究,通过解析大豆疫霉菌几丁质合成酶的冷冻电镜结构,成功破译几丁质生物合成完整过程。几丁质俗称甲壳素,是自然界中数量最多的天然高分子聚合物之一,广泛存在于真菌以及节肢动物、软体动物等外壳中,可用于食品、医用材料、药品等行业。

加快建设基于绿色生物制造的现代化经济体系,构建生物制造产业双循环新发展格局,有利于我国在国际生物经济竞争中赢得主动、把握先机。

其中维生素产业就是生物制造产业最重要的组成部分。也是生物经济最有发展前景的板块。

一、维生素行业总体框架

(一)维生素是动物体必不可少的一类微量物质

维生素是动物体必不可少的一类微量物质。维生素是人和动物为维持正常的生理功能而 必须从食物或饲料中获得的一类微量有机物质,在生长、代谢、发育过程中发挥着重要 的作用。维生素共有四大特点:1)调节性,维生素既不参与细胞构成也不提供能量,在生命体中起调节新陈代谢或能量转化的作用;2)外源性,大多数维生素在机体内不 能合成或合成量不足,无法满足机体需求,必须从食物中获得;3)微量性,动物体对 维生素的需求量很小,日需求量通常以毫克或微克计;4)特异性,每种维生素承担特 定的功能,互不替代但起相互协同的作用。

维生素可分为脂溶性和水溶性两大类。脂溶性维生素包含 VA、VD、VE 和 VK 四种,水溶性维生素包含 VB族的 8种维生素和 VC。除此之外,还有部分与维生素结构或功能 类似的物质,如类维生素、同效维生素和维生素拮抗剂。类维生素是指活性与维生素类 似、但其生理功能在其对应的缺乏症表现上具有一定缺陷或并不是动物体必需的物质,主要包含:生物类黄酮、肉毒碱(维生素 BT)、辅酶 Q、肌醇、苦杏仁苷、硫辛酸、潘 氨酸、对氨基苯甲酸、乳清酸;同效维生素是指与维生素结构相似、活性低于维生素,可减轻某些维生素缺乏症的物质;维生素拮抗剂是指与维生素结构相似,可替代维生素 被人体吸收,但不起维生素生理功能作用的物质。

(二)需求:养殖业盈利能力决定维生素需求

工业化养殖比例提升,饲料成为维生素最大需求领域。维生素的作用对象主要是动物体,对于人类来说,饮食方面注重营养均衡,大部分人可以从日常的蔬果中就能补充足够的 维生素,对工业化维生素的需求相对较少。另一方面,过去的养殖业以农村散养为主,农村散养在饲料的选择上通常是购买部分工业化饲料并配以大量玉米、小麦麸,而玉米、小麦麸等原料里维生素含量尤其是部分 B 族维生素含量较高,对工业化维生素的需求相 对较少,随养殖业朝大型化、集中化、一体化方向发展,工业化饲料的使用比率不断提 升,原料更注重专业化,维生素也逐渐难以从其他饲料原料中得以补充,因此工业化维 生素的需求在逐步提升,从现阶段来看,对于大部分维生素来说,60%以上的需求均来 自于饲料领域,VA、VD3 等个别品种超过 80%的需求都来自于在饲料领域。

我们认为,维生素在需求上具有以下几个特征:

1、维生素需求波动主要来自在饲料中添加量的变化

维生素的需求量主要由饲料的产量及其在饲料中的添加量所决定。由于非洲猪瘟的影响,2018 年我国饲料产量出现了大幅下滑,随着非洲猪瘟的逐渐消散,我国饲料的产量在 2019-2021 年出现了快速增长,从长周期来看,2010-2022 年,我国饲料产量的复合增速 约为 5.28%,增速相对稳健。从全球范围内来看,饲料的消费量基本保持稳定,2010- 2022 年复合增速约为 2.83%。无论是我国还是全球,饲料的产销相对平缓增长,因此我 们认为维生素需求的最大变量来自于在饲料中的添加量。

2、饲料中,维生素的添加量具有较大的调整空间

根据农业部颁布的《饲料添加剂安全使用规范》与《帝斯曼 OVN 优选维生素营养添加 准则 2022 版》,在饲料领域,维生素的添加量呈现出可调整空间大的特点。此外,在维 生素的建议添加量上,帝斯曼高于我国农业部,我们认为在实际消费中,饲料中维生素 添加量可能会更多的参考帝斯曼的建议标准,原因在于帝斯曼是全球最大的预混料生产 企业,从 1952 年就开始发布优选维生素添加准则,在维生素的添加量上具有很强的产 业影响力,对下游使用维生素会产生一定的指导作用。另一方面,维生素的添加量具有 较大的调整空间也意味着当养殖端盈利不佳时,下游在添加量上具有较大的调整空间。

3、饲料中,维生素的添加量具有边际收益递减的特性

根据帝斯曼的优选维生素添加准则,动物体的反馈对维生素的添加量呈边际收益递减的 趋势,要解决维生素缺乏症需要添加少量的维生素,但是随着维生素添加量的持续提升,需要大量的维生素才能将其效用提高一个台阶。这种边际收益递减的特性也会导致在下 游养殖盈利不佳时,养殖户在维生素添加量上有一定的削减空间。

4、受饲料季节性影响,四季度是维生素的消费旺季

受饲料消费的季节性影响,四季度通常为维生素的消费旺季。我国重大节日时,市场畜 禽产品消费量会明显增加,因此,在“春节”、“五一”、“中秋”、“十一”等节日之前,畜禽会大量出栏,而出栏前一段时间需要大量育肥,将短暂提升饲料的用量,此外,上 述重大节日主要集中于三四季度及年初,因此在下半年将形成饲料消费的旺季。从饲料 产量来看,历史上,国内饲料产量在八月都将有所增长,并在四季度保持在较高水平,因此,在同样添加量的情况下,维生素在四季度的需求也会相对提升。

5、养殖端盈利能力是维生素需求的主导因素

一般情况下,养殖存栏量变化有限。根据中国饲料工业协会,我国饲料以猪饲料和家禽 饲料为主,2022年二者产量约占我国饲料总量的 86%,其中猪饲料约为 45%、肉禽饲料 约为 30%、蛋禽饲料约为 11%,因此,猪与家禽是维生素的主要的终端消费者。但是从 过去来看,除了非洲猪瘟造成的生猪的存栏量大幅下滑外,在一般年份,无论是生猪的 存栏量还是家禽的存栏量波动都相对较小,所以我们认为在没有大面积动物疾疫的时候,对于维生素的需求来说,养殖端的存栏量引起的边际变化相对有限。

养殖端盈利能力或是维生素需求的主要驱动因素。对养殖端来讲,饲料是养殖的主要成 本,而终端使用的全价饲料主要是由能量饲料、蛋白饲料和维生素、矿物质等添加剂构 成。其中以玉米为代表的能量饲料和以豆粕为代表的蛋白饲料是动物饱腹感的主要来源,在用量上没有削减空间。维生素虽然对动物来说是必须的且在饲料成本中占比仅 1%- 1.5%,但是由于维生素添加量的边际收益递减、可调整的范围大的特点,在养殖利润较 低或亏损的时候,养殖户也会削减维生素的用量以降低成本。

另一方面,在养殖利润高 时,养殖户为加速畜禽出栏和提高养殖产品品质,会加大对饲料添加剂的添加量,对维 生素的需求量形成提振作用。因此,我们认为养殖端的盈利能力是维生素需求的主要驱 动因素。生猪养殖的盈利能力或为维生素需求边际变化的主要驱动力。对于蛋禽和肉禽而言,养 殖端利润的变化周期相对较短,在维生素添加量的调节上要么快速变化,要么维持不变,总的来看,从以年度为周期的角度角度来看,我们认为其维生素添加量是相对均衡的。而生猪养殖的盈利变化周期相对较长,因此,以年度为维度,维生素的添加量或存在较 大变化。因而我们认为维生素需求的边际变化更多受生猪养殖盈利的影响。

(三)供给:中欧为主的供给格局持续向我国倾斜

1、多轮变革形成中欧为主的供给格局

全球维生素供给格局的发展可简单分为三个阶段:

第一阶段(1930s-1940s):工业化初期,欧美垄断。20世纪 30年代,维生素工业化技术 迅猛发展,1933年美国默沙东率先实现了维生素 C 的工业化生产,次年瑞士罗氏通过购 买专利的方式也掌握了维生素 C 的生产工艺。自此之后的近 20 年里,美国默沙东和瑞 士罗氏实现多种维生素的规模化生产并保持了其在市场的垄断地位。

第二阶段(1950s-1990s):利润驱动,多方崛起。二战后,由于刚完成维生素的工业化 生产,其利润相当丰厚,驱使多个厂家进入维生素市场。日本方面,二战后,日本武田 率先布局维生素 C,到 1990 年在维生素 B1、维生素 C 和叶酸等品种做到了全球前二,维生素 B2、维生素 B6 占据全球第三的位置,除此之外,日本卫材、阿尔卑斯制药、第一制药、味之素等公司在维生素 E、维生素 B5、生物素等领域也实现了商业化,日本维 生素产业实现了崛起。欧洲方面,1970 年,巴斯夫利用其原料优势,大举进入维生素 A 领域,与罗氏直接竞争,安迪苏也于 1999 年组建成立,涉足维生素业务。在此阶段,维生素行业竞争开始加剧。

第三阶段(21 世纪初):行业整合,中欧为主格局基本形成。进入 21 世纪,随着行业竞 争的加剧,日本武田被巴斯夫收购、日本卫材退出市场、罗氏将维生素业务出让给帝斯 曼,此后美国默沙东也退出维生素市场,随着中国蓝星集团收购安迪苏,国内新和成和 浙江医药等企业完成维生素 A、维生素 E 的工业化,全球维生素的生产中心转移到了中 国和欧洲两地。

2、国内持续扩产,扩大全球份额

欧洲扩产谨慎,我国持续加码。21世纪初,维生素的中欧为主供给格局基本形成。欧洲 方面,维生素主要有帝斯曼、巴斯夫和安迪苏三家供应商,市场集中度较高,近几年仅 巴斯夫于2021年对维生素A进行了扩产。纵观我国,维生素企业众多,市场充分竞争,为保持企业竞争力,近几年国内维生素企业在持续扩产,范围涵盖维生素A、E、D3、B 族等多种产品。

国内扩产尚未结束,低价或推迟投产。2018-2022 年,维生素价格整体呈下降趋势,但 行业持续推进产能扩张,我们认为主要有两方面原因:1)相比于其他化工品,虽然价 格下行,维生素的利润空间仍旧较高;2)维生素企业多是由 1-3 个品类起家,小品类维 生素市场空间小,行业玩家很容易到达发展瓶颈,凭借客户资源,横向扩产新品成为了 这类维生素企业做大规模的最好方式。因此,在维生素价格下行周期我们也能看到产能 扩张。鉴于 2023 年,维生素的价格指数向下突破了历史低点,我们认为国内的产能规划部分可能会推迟投产。

(四)价格:长期关注供给周期,短期供需博弈决定上下限

1、长期价格:供给周期决定价格趋势

维生素的下游——养殖业对工业化饲料的使用已日趋成熟,长周期来看,其对工业化维 生素的需求增速保持相对稳健,因此,从价格周期来看,维生素的长期价格趋势主要受 供给影响。从近 10 年来看,维生素价格波动基本走完了一轮周期。2013-2017/2018 年:供给受限,价格上行。1)环保趋严,开工受限。2013-2017/2018,环保政策趋严,维生素属于精细化工品,反应流程长,环保风险高,受政策影响,环保 不达标企业开始退出,影响供给,其中最为典型的是叶酸,2014 年 5 月至 2015 年 5 月 叶酸价格从 215 元/千克增长至 3100 元/千克。2)原料供给受限,开工不振。部分维生 素是因为上游原料等因素短缺,导致了供给受限,其中较为典型的则是烟酸/烟酰胺,2016 年 11 月到 2017 年 3 月烟酸价格从 35 元/千克增长至 70 元/千克。

2017/2018-2023 年:供给扩张,价格下行。相比其他化工品,维生素的利润率一直处于 较高水平,以新和成/浙江医药为例,除个别年份外,其维生素板块的毛利率基本都维 持在 40%/30%以上,作为一个供给过剩的产品,长期的高毛利是较为罕见的,因此也不 断吸引着产能的扩张。2018 年后,具有环保风险的供给出清基本实现,叠加行业产能的 持续增加,维生素价格进行下行周期,2023 年年初已突破了历史的低位。

2、短期价格:需求决定价格基准,供给拔高价格上限

维生素短期价格主要受需求和供给两方面的影响,但是二者对维生素价格的影响存在一 定的差异,另一方面,维生素的需求主要受养殖盈利影响,因此在一定程度上可以用养 殖端的盈利能力对维生素需求进行表征。从历史复盘可知,需求决定着价格基准,维生 素的供给决定着价格的上限,此外,从近几年的情况可知,库存则扰动着维生素的价格 基准。需求决定价格基准。在过去的几年中,维生素价格经历了多次的大涨大跌,但从几乎每 次下跌过程中出现价格基准与其当时的生猪养殖盈利都成正相关,甚至在非洲猪瘟期间,虽然存栏大幅下降,但是存活下来的单猪养殖盈利在不断提升,明显的带动维生素的价格基准抬升,主要原因是在非洲猪瘟期间,生猪只要存活就会有丰厚的利润,养殖户为 保证存量猪的健康,会更加注重添加剂的使用,对需求会有一定的提升。

供给拔高价格上限。从历史上来看,维生素价格弹性主要来自于供给端,究其原因,我 们认为维生素的需求量不大,在库存储备上相对容易,一旦供给端扰动出现,渠道和终 端客户则会开启快速采购,从而放大短期供需不平衡,促使价格快速上行。

以维生素 A 为例,2017 年下半年,由于停产检修、环保督查和金砖会议等因素,海内外产能集体停 产,维生素 A 价格从 147.5 元/kg 飙升至 530 元/kg,涨幅 259.32%,10 月巴斯夫柠檬醛 工厂起火,导致原料短缺,维生素 A 价格从 530 元/kg 飙升至 1425 元/kg,涨幅 168.87%。

此外,运输问题、政策对开工的限制等供给端因素也将促使维生素价格大幅上行。库存扰动价格基准。维生素需求量小,便于库存储备,一旦库存较大,即使需求较好,价格的底限也会被扰动,所以在 2020 年四季度,即使生猪养殖盈利处于历史较高位置,维生素价格的基准还是下探到了不寻常的低位,主要原因系 2020Q1 引起了海外对维生素的超买,Q2-Q3 海外的疫情打击了全球对需求的预期,在低预期下价格基准有所降低。

二、当下观点:历史性低谷,静待需求复苏带来价格反弹

1、需求乏力,主动去库存导致价格进入底部

2021 能耗双控,下游超买致库存高企。2021 年第一季度,由于前期非洲猪瘟的影响,生猪养殖盈利持续高位,全球维生素需求旺盛,单季出口量同比提升16.12%,第二季度 开始,非洲猪瘟带来的肉类市场红利快速消退,生猪养殖出现亏损,维生素需求逐步回 归常态,二三季度维生素出口量的同比下滑也印证了这一点。但第四季度维生素出口量 同比大幅提升,核心原因在于 2021年 9月,国内有关“能耗双控”的政策密集出台,地 方加强对高耗能企业用电总量的限制,海外市场对国内政策高度敏感,纷纷加大对维生 素的采购力度,形成了季度性的超买,此外,渠道端也存类似情况。因此,从 2022 年 年初开始,维生素行业库存就一直保持较高水平。

养殖业盈利下行周期叠加突发事件影响,维生素需求乏力。维生素主要作为饲料添加剂 使用,维生素 A、E 下游应用中饲料占比分别为 84%和 67%,其中又以猪饲料为主。在 本轮猪周期中,猪价自 2021 年 1 月开始回落,至 2021 年 10 月低点时跌幅达 65.17%,价格大幅回撤使得养殖企业与养殖户在 2021 年 6 月至 2022 年 6 月间陷入亏损,养殖户 补栏意愿降低,由于养殖周期的原因,生猪存栏量下降在 2021 年年底开始反映。行业 亏损导致下游对维生素这类饲料添加剂的添加量降低,存栏量下降导致维生素终端消费 者的基数下降,共同作用下,2022年国内维生素需求降低。此外,2022年以来,突发事 件催化下终端需求萎靡不振:

1)俄乌冲突愈演愈烈致使能源、农产品等大宗商品价格 大幅上涨,海外经济陷入衰退,居民消费下降;2)国内疫情冲击,对生产、消费都造 成了较大的冲击,终端消费持续低迷。上述多重因素导致 2022 维生素价格已击穿部分厂商成本线。根据博亚和讯,6 月 30 日 维生素价格指数为 88.9,处于历史 1.43%分位数,此外,从我们跟踪的 13 种维生素价格 来看,有 7 种维生素价格处于 5%的历史分位数以下,维生素价格已经来到了行业历史 低谷。2023 年二季度,部分维生素价格已经有不同程度的价格上涨,此次价格上涨原因 是维生素价格已击穿部分厂商成本线,经过近一年的库存消化,下游已可以接受价格的 小幅上调。

2、生猪产能去化,期待养殖端利润修复,维生素需求复苏

生猪持续亏损,猪粮比价进入预警区间。2022 年 11 月,随猪肉价格的下跌,生猪养殖 利润逐步收窄,12 月底,我国自繁自养生猪养殖开始亏损,2023 年一季度,生猪养殖 持续亏损,最高亏损额达 396.13 元/头。另一方面,猪粮比价也于 2023 年 1 月跌破 6:1 进入三级预警,三周后进入二级预警区间,截至 6 月 30 日,猪粮比价为 4.81:1,近一 个季度都处于二级预警区间。生猪价格持续下跌导致养殖户亏损,主要原因是猪病后,养殖端快速补栏,2022 年四季度各大猪场为完成年度出栏任务,加大出栏,供给端较为 充足,但终端消费恢复缓慢,价格快速下行。

产能去化开始,需求复苏有望提振猪价。生猪养殖从 2022 年 12 月底开始陷入亏损,2023年1月养殖端产能去化开启,能繁母猪存栏量环比下滑0.52%,2月持续推动去库。在未见好转的亏损状态下,产能去化或持续。另一方面,猪病或也将导致部分地区被动 去产能。全年来看,一季度乃至上半年的低位猪价或持续推进产能去化,在需求逐步复 苏的背景下,未来猪价有望提振,推动养殖盈利复苏。

综上,经过近一年的消化,养殖端和渠道端的维生素库存已回归正常水平,长期的低价 已经击穿部分维生素企业的成本线,需求已是唯一压制维生素价格的因素。我们认为在 生猪产能去化和需求复苏的相互作用下,养殖盈利有望伴随价格端的提振而复苏,维生 素需求也有望回归正常水平,届时维生素价格将伴随需求复苏而同步修复。

三、投资机会:产业链机会仍存,新品与技术持续革新

(一)产业链层面:产业链风险若暴露,一体化企业有望受益

全产业链维生素企业具备更稳健的盈利能力。维生素产品繁多,下游高度相似,但由于 其合成路径各不相同,原料来源也有所不同。从维生素企业的角度来看,作为精细化工 品,维生素的合成流程本就冗长且复杂,部分原料需要外购,一旦外购原料出现短缺则 会导致产品价格快速上涨,此时具有全产业链的企业将会凭借原料优势获取超额收益。多种维生素因原料短缺出现过价格快速提升。历史上,有多次由于原料短缺导致维生素 价格保障,其中比较典型的有:1)2014 年,花园生物胆固醇停止生产导致短期维生素 D3价格上涨了 1 倍以上;2)2017 年底,维生素 A 价格因巴斯夫柠檬醛工厂爆炸出现了 历史性的高位;3)2023 年,由于农药的开工率较低,甲基吡啶市场供应量不足,价格 飙升导致烟酸价格迅速抬升。

2023 年,3-甲基吡啶推动烟酸/烟酰胺价格快速提升。3-甲基吡啶是烟酸/烟酰胺的核心 中间体,但它同时也是吡啶的副产物。吡啶下游主要为百草枯等农药,2022 年四季度,海外农药库存高企,国内农药出口受阻,百草枯等农药产能开工率开始降低,导致吡啶 碱开工率降低,3-甲基吡啶因此出现供给收缩,价格从 2022 年 11 月的 1.30 万元/吨飙升 至 2023年 5月的 3.80万元/吨,推动烟酸价格从年初的 2.90万元/吨增长至 5.25万元/吨,涨幅达 81.03%。由于海外农药去库仍将持续,吡啶碱开工率将维持低位,3-甲基吡啶将 保持在高位,随维生素需求的预期复苏,烟酸价格有望持续上行,具备一体化产能的公 司将充分受益。

(二)新品层面:25-OH-VD3产业化加速,未来可期

经过近 100 年的发展,维生素产品日趋完善,部分维生素在动物体中需要经过多步代谢 才能产生最终的有效营养物质,而这些代谢的中间体往往较传统维生素表现出更高的效 率,另一方面,部分代谢中间体的生产技术已被掌握并实现工业化,长期来看将较传统 维生素有更好的应用前景,其中最具代表性的产品则是 25-OH-VD3。25-OH-VD3是 VD3经过肝脏代谢的中间产物。由于富含 VD3的食物较少,VD3很难由日 常饮食摄入,对于人和大多数高级动物,表皮和真皮内含有的 7-脱氢胆固醇经紫外线照 射转变而成 VD3是主要的天然来源。在人体及动物体内,VD3会先行转变为 25-OH-VD3,但 25-OH-VD3活性不高,必须经肝脏及肾脏的酶反应,最终生成 1α,25-OH-VD3(活性 最高的形式)通过调节小肠、肾脏和骨骼实现对钙的吸收与代谢。

性能优异,25-OH-VD3 可提升畜禽的产蛋/仔效率。相比于 VD3,25-OH-VD3 具有部分 独特功能:1)绕过肝脏转化,加快人或动物对钙的吸收速度;2)促进禽类动物的骨骼 发育,减少骨质疏松症及笼养蛋鸡疲劳症;3)提高精液质量,提高受精率,预防钙磷 代谢障碍所致瘫痪和裂蹄;4)吸收较少受肠道损伤的影响。在此基础上,DSM 的案例 中可知:1)对海兰褐鸡来说,添加 25-OH-VD3可提升母鸡的产蛋效率;2)对于母猪来 说,添加 25-OH-VD3可提升母猪的产仔效率。

25-OH-VD3 产业化加速,有望推动渗透率提升。25-OH-VD3 最早由美国 Amoco 公司在 80 年代早期开发出,后出售给瑞士罗氏,2003 年 DSM 收购了瑞士罗氏的维生素业务,该产品被 DSM 命名为 Hy·D,此后,DSM 长期垄断该产品的生产。2016 年,花园生物 打破 DSM 的垄断,率先实现了 25-OH-VD3 的化学法合成,山东海能、威尔潞威、引航 生物等公司也紧随其后完成了生物法合成的产业化。预计产业化的加速将打破单一厂家 的垄断格局,推动商品价格的市场化,逐步释放市场需求,提升产品的市场渗透率。

(三)技术层面:生产工艺持续改进,合成生物学或引领下一轮技术潮流

维生素合成历史悠久,生产工艺持续改进。维生素集中发现于 19 世纪末到 20 世纪初,其中大多数在 20 世纪 30-40 年代实现了人工合成,即使最晚完成人工合成的维生素为烟 酸,其人工合成历史也已超过 50 年。经过多年的发展,部分维生素已衍生出多种合成 路线,而部分维生素在市场竞争的推动下已经完成了一轮新旧工艺的更新,其中最具代 表性的则是维生素 C,我国发明的二步合成法逐步取代了传统的莱氏法成为了维生素 C 的主流合成工艺,也推动我国成为全球维生素 C 的主要供应国。

合成生物学快速发展,维生素合成步入发展新阶段。近几年,合成生物学快速发展,为 化工品的合成提供了新路径,以华恒生物为代表的合成生物学公司开始进入维生素赛道。华恒生物凭借其技术积累,成功开发了 D-泛酸钙(维生素 B5)的两个重要单体β-丙氨 酸和D-泛解酸内酯合成的新方法,相对传统的化学合成法,其具有合成条件温和、环境 友好、成本低、收率高等优势。此外,传统维生素生产商——新和成也在黑龙江建立发酵基地,探索维生素新的合成方法。花园生物也成立了合成生物研究院公司,并投巨资投项目“年产10000吨L-丙氨酸(发酵法)及生物制造中试基地项目”。长期来看,以合成生物学为代表的新技术将持续推 动维生素行业的发展,有望像维生素 C 技术发展一样重塑维生素行业的格局。

四、一些维生素产品基本面情况

(一)维生素 A:柠檬醛自给是维生素 A 企业核心竞争力的体现

维生素 A 具有保护视觉、维持骨骼和牙齿发育、维护皮膜组织、促进生长与生殖、抑制 肿瘤等作用,其存在形式有多种,其中视黄醇是维生素 A 最初的存在形式,除此之外其 还可以以视黄醛和视黄酸的形式表达其生物活性。从来源来看,维生素 A 主要存在于动 物的肝脏中,在植物内通常以维生素 A 前体——胡萝卜素的形式存在。

工艺比较:BASF 法步骤简单,Roche 法原料常规。维生素 A 主要有两种成熟的合成方 法,分别是 BASF 法和 Roche 法。整体来看,巴斯夫法的合成路径相对简单,应用的原 料相对较少,但三苯基膦的回收需要使用光气,使得其对工艺和设备的要求相对较高; Roche 法的优点在于原料的来源简单,中间体的立体构型比较清晰,易于精制成结晶或 纯品使用,但原辅材料多,反应繁杂,在生产控制上存在难度。因此,对于目标是生产 维生素 A 的企业来说,选择 BASF 法更加合适,若目标是通过维生素 A 产业链横向延 伸,构建精细化工系列产品则应选择 Roche 法。

核心中间体柠檬醛产能相对集中,巨头加码供给有望宽松。虽然维生素的工业合成主要 有 BASF 法和 Roche 法两种,但都依赖一种核心中间体——柠檬醛,因此是否具备柠檬 醛生产能力决定了维生素 A的成本高低。目前维生素 A的生产厂家中仅巴斯夫、新和成 和浙江医药三家公司具备生产能力,其中新和成与浙江生物以自供为主。另一方面,万 华化学开始布局柠檬醛、巴斯夫持续加大柠檬醛的投资,随着两大巨头新增产能的落地,未来柠檬醛供给将逐步宽松。

维生素 A 供给持续宽松。经历了 2016-2021 维生素的景气周期,不少企业规划维生素 A 产能,其中巴斯夫新增 1500吨 280万 IU/g的维生素 A产能(折合 50万 IU/g产能为 8400 吨)于 2020年投产,此外国内金达威维生素 A产能在 2021年投产,新发药业在 2022年 也新增 9000 吨维生素 A 的供给,维生素 A 供给的大幅提升也是维生素 A 价格大幅下行 的原因之一。在建产能方面,天新药业上市时规划了 6000 吨产能。据博亚和讯,2022 年全球维生素 A 产量约 28900 吨,全球平均产能利用率仅 55%。总的来看,近几年维生 素 A 产能大幅增加,未来竞争将会加剧。

产能过剩,通过季节性检修控制开工率。维生素 A 的产能相对过剩,从百川盈孚的统计 数据来看,2021年至今,维生素 A的月均开工率约为 65%。另一方面,化工装置每年都 有例行检修,维生素行业则通过较长的检修期来控制行业开工率,由于三季度是维生素 需求的淡季,大部分维生素 A企业则在三季度选择停产检修,维生素 A的生产也就表现 出了明显的季节性。

影响维生素 A价格走势的因素主要来自供给端。由于维生素 A和关键中间体柠檬醛的供 给呈寡头垄断格局,一旦供应商发生不可抗力而减产和停产,全球供应紧缩,维生素 A 价格将明显上涨。从历史上来看,2017 下半年,由于停产检修、环保督查和金砖会议、巴斯夫柠檬醛工厂起火等多项因素,VA 价格从 147.5 元/kg 飙升至 1425.0 元/kg,涨幅 866.10%。在当今世界形势复杂严峻的情形下,倘若行业受到不可抗力影响,维生素产 品价格或有较高的上行空间。

(二)维生素 E:格局相对稳定,价格震荡上行

维生素 E 有 8 种存在形式,即α、β、γ和δ四种形式的生育酚和生育三烯酚,其中α -生育酚生理活性最高,其他生育酚仅具有α-生育酚 1%-50%的生理活性。生理作用上,维生素 E 是高效的抗氧化剂,能保护生物膜免受过氧化物的损害;其次,维生素 E 能调 节机体代谢活动,增强机体耐力,维持正常循环功能,对延缓细胞衰老有一定作用。在 饲料中,维生素 E 可通过其抗氧化性提高畜禽的免疫力,改善肉质,促进畜禽的繁殖和 提高产蛋率。

生产工艺:维生素 E 有两个主要结构,其合成路径多种多样。维生素 E 有主环和支链两 大结构,分别是三甲基氢醌和异植物醇。主环结构三甲基氢醌有间甲酚法、对二甲苯法 和异佛尔酮法三种工业合成路径,其中间甲酚法是工业化生产上应用较为广泛的合成方 法;支链结构异植物醇的合成路径大致可分为假紫罗兰酮工艺、芳樟醇工艺和法尼烯工 艺,前二者还可细分出多种工艺,其中芳樟醇工艺的罗氏法和巴斯夫法是下游应用最为 广泛的合成路径。

间甲酚:依赖海外进口,反倾销助力国产化。间甲酚主要有两类来源,分别是从煤焦油 副产物中回收和化学合成,我国间甲酚的主要产能来源于从煤焦油副产物中回收,但该 类间甲酚的杂质较多,难以用于食品和医药的生产,提纯后成本又相对较高,因此美国 沙索、德国朗盛、日本三井等几家公司凭借合成法间甲酚的优势,对我国进行长期的低 价倾销,严重打击了国内间甲酚行业的发展。

2019 年我国对海外企业开启了反倾销调查,同年,我国间甲酚的进口量也出现了显著下滑,最终商务部决定自2021年1月15日起,我国对欧美日的进口间甲酚征收反倾销税,对北美沙索等美国公司、日本三井等日本公 司、德国朗盛和其他欧盟及英国公司征收的反倾销税税率分别为 131.7%、54.8%、27.9%、49.5%。短期来看,反倾销的落地促使间甲酚进口价震荡上行,在一定程度上支撑了维生素 E 的价格,长期来看,间甲酚国产化的落地有助于帮助维生素 E 生产企业降 低成本,而维生素 E 的格局相对稳定,其盈利能力有望增强。

维生素 E新增产能有限,行业格局稳定。2019年,帝斯曼(股权 75%)与能特科技(25% 股权)合资设立子公司——益曼特,益曼特囊括了能特科技所有维生素 E 生产业务及其 相关资产,但从 2019 年三季度开始,益曼特的维生素 E 产能没有正常生产,2020 年新 和成山东基地 4 万吨维生素 E 投产后再无新增产能,因此从近几年来看,维生素 E 的新 增产能暂无明确的投产时间,格局相对比较稳定。

格局稳定,成本抬升,维生素 E 价格震荡上行。2018 年下半年至今,在供给端的扰动 下,维生素 E 价格震荡上行。从价格持续上行的时间节点来看,产品价格的上涨基本与 间甲酚价格抬升同步启动。考虑过去几年全球产能一直维持稳定,未来新增产能仅天新 药业规划的 20000吨(50%粉),随着需求的稳健增长,维生素 E 的价格有望持续保持震 荡上行。

(三)维生素 D3:关键原料羊毛脂胆固醇集中度高

维生素 D 作为固醇类衍生物是人和动物体内骨骼正常钙化所必需的营养素,具有抗佝偻 病作用,其主要成员有维生素 D2(麦角钙化醇)和维生素 D3(胆钙化醇),其中维生素 D3 的生物活性明显高于维生素 D2,因此在使用上一般都使用维生素 D3。与其他的维生 素不同,动物体内可自行合成维生素D3,在紫外线(短波高频率的光)的照射下,动物 皮下的7-脱氢胆固醇可转化为维生素D3。对于养殖的动物来说,从入栏到出栏它们就长 期处于室内,缺乏阳光的照射,就需要从食物中补充维生素 D3。

氧化还原法具有后发优势,优于溴化/脱溴化氢法。维生素 D3 的生产工艺主要有两种,分别是溴化/脱溴化氢法和氧化还原法,从合成路径上看,都是按照“胆固醇—胆固醇 酯—7-脱氢胆固醇—维生素 D3”的路线合成的,二者的差异主要在于“胆固醇酯—7-脱 氢胆固醇”这一个环节的差异。相比于 1942 年开发的溴化/脱溴化氢法,氧化还原法 优点是在 7-脱氢胆固醇和维生素 D3 的方面的收率都更高,并且在生产效率、产品质量 和环保性上都更具优势。

羊毛脂胆固醇是维生素 D3 的唯一合法原料。维生素 D3 的核心原料是胆固醇,胆固醇的 来源有两个,分别是羊毛脂和动物脑干。由于 BSE/TSE(疯牛病)的风险,欧美将维生 素 D3 生产所需的胆固醇来源明确为羊毛脂,不允许使用动物脑干提取的胆固醇为原料。2020 年 7 月 1 日起,饲料添加剂维生素 D3 油的国家新标准开始实施,新标准规定了维 生素 D3 油的起始原料为羊毛脂胆固醇,限制了脑干胆固醇的使用。因此,羊毛脂成了 胆固醇的唯一合法原料,羊毛脂胆固醇也就成为了维生素 D3的唯一合法原料。花园生物是全球主要的 NF 级羊毛脂胆固醇供应商

。在维生素 D3的合成过程中,对原料 羊毛脂胆固醇纯度的要求在 95%以上,符合这个标准的胆固醇则是 NF 级胆固醇。2007 年以前,全球用于生产维生素 D3的 NF 级胆固醇的生产被印度迪氏曼、日本精化和新加 坡恩凯三家公司垄断。2008年,花园生物完成了 35吨 NF 级胆固醇的试生产,打破了外 资的垄断。2022 年,花园生物金西基地投产后,NF 级胆固醇产能达 840 吨,约占全球 总产能的 57.54%。

供给端是维生素 D3 价格弹性的来源。历史上,维生素 D3 价格增幅超过 100%出现过五 次分别是在 2014 年、2016 年、2017 年、2018 年和 2020 年,其中 2014 年是因为花园生 物对胆固醇进行扩产,暂停原有装置生产,原料短缺导致产品价格大幅上涨;2016、2017 年是因为环保整治,供给收缩导致价格上涨; 2018 年是供应商对外释放涨价信息,渠道惜售,行业集体挺价导致价格突涨;2020 年则是疫情影响厂家正常生产,全球供给 受限,价格大幅提升。

但是,伴随几十年的快速发展,虽然我国维生素产业已经在全球维生素市场占据了举足轻重的市场地位,但是由于国内一些企业低质量的产能重复建设,已经出现了连续3年的全行业盈利低潮期。

整个维生素行业已经陷入囚徒困境,一个企业减产,怕别的企业增产,国内减产,又怕国外增产。除非组成像欧佩克那样的组织,但是这些企业又担忧国内或国际相关垄断法律法规。导致维生素行业内的企业无法通过行业内协调和自律形成市场自我调节。无法快速出清落后产能。

如何打破这个僵局?只有靠技术进步和供给侧改革相结合的方式,才能快速让整个维生素产业重新恢复活力。

对整个维生素产业来说,技术进步的方向就是生物制造,走合成生物的新质生产力的康庄发展大道。

供给侧改革,就是维生素行业协会要积极向国家主管部门积极建言,提高各个维生素产品的进入门槛,特别是提高环保和能耗门槛标准,逼迫这些企业必须持续改造升级和技术创新。有计划的强制性的淘汰不符合环保和能耗门槛新标准的落后产能。

只有这样,中国的维生素产业才能大有可为!

笔者一个小小的建议仅供业内人士参考。

我们需要的是新质生产力的优质产能,维生素行业进行供给侧改革的最简单的方法!

停产检修,技术升级,消除安全隐患,降低产量,加强节能环保,淘汰落后产能。

以全球维生素VD3为例,所有企业停产,检修维修,技术改造,彻底消除生产安全隐患。今年以来,国内金达威、浙江医药等企业已经出现多次安全事故。金达威的安全事故更是3死3伤。说明这个产业安全隐患还有不少!每个企业都应该好好查一下。

花园生物只需要一招,停止对外销售VD3主要核心原材料NF级胆固醇,全部自用,这样国内其他几家主要生产VD3的企业,如新和成、金达威、浙江医药共有4600吨的产能就可以停产了。然后,花园生物自己VD3生产线也进行停产检修。大家都停产,没有毛病。

这样,马上全球VD3的供需形势就会出现巨变。相当于年化总计8200吨的VD3产能减少,而全球VD3产能一共也就是11000吨左右。这些企业都只需要把自己的库存VD3卖空就行。什么时候,全球市场VD3的库存彻底清空了,VD3的价格回到合理价位。这些公司再考虑如何重新开启生产。

如果海外主要生产厂家荷兰帝斯曼、印度 迪氏曼等,帝斯曼产能2000吨/年。他们也一起配合停产检修。那么可能效果更加好。

2021 年全球维生素D3总需求11257.04吨,预计2026 年全球总需求量将接近13000吨。

我们的社会现在需要的是有科技含量,节能环保,没有安全隐患的新质生产力的优质产能。以往的那种落后产能应该彻底逐步淘汰了!

我是热谈哥和革命的老农

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