长链二元酸主导全球市场科创板或将迎来最强科技公司
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长链二元酸
2020-07-09

2019年12月10日,上海凯赛生物提交的招股书被科创板正式受理,这意味着科创板或许即将再迎来一家生物技术领域的硬核科技公司。凯赛生物是一家以合成生物学等学科为基础的高新技术企业,已经实现大规模产业化的项目包括长链二元酸、生物基戊二胺、生物基聚酰胺,产业化开发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。

据了解,其长链二元酸产品已经占据全球90%的市场份额,以生物合成技术为杠杆,凯赛生物撬动了以英威达为代表的化学合成在业界的垄断地位,成为长链二元酸市场当之无愧的领航者。

凯赛生物创始人刘修才,合计持有凯赛生物31.50%股权。刘修才拥有中国科学技术大学近代化学系理学学士,中国科学院南京土壤研究所理学硕士学位,中国科学技术大学博士研究生,美国威斯康星大学-Milwaukee分校生物化学博士,耶鲁大学医学院药学系博士后,哥伦比亚大学医学院生物化学及生物物理系博士后。

1994年7月至1996年12月,刘修才任北大四通生物医药有限公司首席执行官兼任北京大学博士后导师,从事抗肝硬化药物、抗败血症药物和抗癌药物的机理研究。

1997年4月至2011年4月任北京凯赛生物技术有限公司(上海泰纤的前身)董事长;2000年11月至2019年8月任凯赛有限董事长、首席执行官;2019年8月至今任凯赛生物董事长兼总裁。

2000年,刘修才与中科院微生物所张启先教授、美国生物运营专家保罗成立了凯赛生物。在突破一系列技术突破之后,凯赛生物在几年内实现了生物法长链二元酸的规模化生产,并于2006年获得专利授权。自创立以来,公司先后获得了百奥财富、HBM、高盛等国内外知名机构的支持。

据了解,凯赛生物已实现生物法长链二元酸、戊二胺、生物基聚酰胺56(由戊二胺和己二酸)的产业化技术,同时他们也是目前全球首家拥有大规模1,5-戊二胺及基于1,5-戊二胺的全系列生物基聚酰胺产品生产能力的公司。

招股书中透露,2016年-2018年和2019年1-6月,凯赛生物分别实现营业收入.84万元、.47万元、.44万元、.2万元,净利润分别为.05万元、.6万元、.56万元、.24万元。

目前凯赛生物的产品主要可以分为三条线,即长链二元酸、戊二胺,以及生物基聚酰胺材料,其中长链二元酸销售是公司目前主要收入来源,在2019年1-9月中的销售额达到了14.3亿元,在2019年1-9月中的产品销售占比达到了98.35%。

1、长链二元酸:取代英威达领导者地位

长链二元酸是指含有10个或以上碳原子的直碳链芳香族饱和二元羧酸,这是一类重要的精细化工中间体,可以合成香料、药品、特种尼龙、聚酰胺热熔胶等一系列高附加值的特殊化学品。这一类化合物在自然界中是不存在的,主要通过化学合成或者生物合成来获得。

国外主要以化学生产法为主,主要公司有美国杜邦、英威达、德国德固赛、日本宇部兴产等四家公司。

随着国内外汽车、电子、通信等新兴产业,迅速发展,我国对长链二元酸的需求量日益增加。但由于早年间没有掌握规模化生产技术,中国的长链二元酸长期依赖进口,直到凯赛生物的生物法长链二元酸实现产业化。

生物合成法主要以石油副产品轻蜡油(正构烷烃)为原料,通过细胞内酶的催化作用将其转化为长链二元酸。相比化学合成法,生物合成法的生产工艺更为简单,生产条件也更为温和。收益率高、成本低、环境污染小,在规模化生产取得突破后,生物合成法长链二元酸的成本较化学合成法有大幅降低。

2002年,凯赛生物建成世界上第一个用生物法生产长链二元酸的大型生产装置,并实现大规模商业化生产。在近年的市场竞争中,以英威达为代表的传统化学法长链二元酸(以DC12月桂二酸等为主)逐步退出市场。

2015年底,以化学法生产长链二元酸的英威达公司宣布自2016年3月起关闭其在美国的长链二元酸生产线,凯赛生物取代了英威达等化学合成生产商在业界的垄断地位。

凯赛生物以生物法生产长链二元酸逐步主导市场,在该领域的全球市场占有率达到90%,并与杜邦、艾曼斯、赢创、诺和诺德等主要下游客户建立了良好稳定的合作关系。

此外,DC10(癸二酸)传统生产方式为蓖麻油水解裂解制取,对人体有一定毒性,凯赛生物将结合募投项目重点开拓生物法DC10(癸二酸)市场,共享超过十万吨的癸二酸市场空间。

此外,由于合成工艺的限制,化学合成法目前只能合成十二碳二元酸。由于克服了化学合成的各种不足,生物合成法已经可以合成十碳到十八碳,或者书面各种链长的二元酸化合物。据了解,凯赛生物已经成为该产品的全球最大供应商,该项目的成功也是世界上生物法产品取代石油化学法产品的商业成功案例。

除了合成高性能尼龙工程塑料、高级麝香香料、油漆、涂料和润滑油、高温电介质等多种用途外,其在医药开发方面应用更是异军突起。

近年来,长链二元酸逐渐在合成医药中间体、乳腺癌检测试剂、治疗皮肤癌和艾滋病的药物、合成新型降血糖药等方面显露出特殊作用和广阔前景。

除了凯赛生物以外,今年来也有其他厂家宣布计划进入该领域,例如新日恒力在计划宁夏建设的月桂二酸项目,和中国石化集团清江石油化工有限责任公司的长链二元酸项目。不过,这些项目的产能与凯赛生物目前5万吨的实际产能相比较,还有较大差距。

2、戊二胺:或将颠覆尼龙产业

生物基戊二胺是凯赛生物在近年实现投产的一个项目,这一产品的规模化对中国化工领域而言具有里程碑意义。

上世纪30年代,杜邦发明了尼龙(聚酰胺,即尼龙66),这是世界上出现的第一种合成纤维。尼龙66由己二胺和己二酸两个单体聚合而成,由于己二胺的生产原料己二腈一直被国外几个跨国公司垄断。2018年,己二腈全球产能174.6万吨/年,产量141万吨,己二腈(用于生产己二胺)的生产技术目前被英威达、奥升德等公司所控制,且仅有英威达一家大规模对外销售。

我国尚无已建成的己二腈工业化生产装置,所需己二腈几乎全部依赖进口。己二腈是化学合成路径中己二胺的重要原材料,这个环节的缺陷严重制约了我国尼龙行业的发展,成为我国双单体聚酰胺行业发展核心瓶颈难题。

2014年,凯赛生物生物法戊二胺取得成功。生物法戊二胺以玉米等富含淀粉的农作物为原料,相比化学法更加环保,且具有可再生。

另外,己二胺的胺基含量更高,熔点更低,其合成的生物基聚酰胺56在强度、耐磨性、回弹性、耐疲劳、可染色等性能上更具优势。除了尼龙56以外,戊二胺还可作为纺丝、工程材料、医药、农药、有机合成等领域的原料。

目前阶段,凯赛生物的生物戊二胺以内部使用为主,或部分提供给下游客户进行应用开发。在产业内,日本东丽及日本味之素、韩国希杰、宁夏伊品生物等几家公司曾计划进入生物基戊二胺市场。

但高浓度的戊二胺对于生物制造中使用的微生物具有一定侵害性,这成为了生物戊二胺产业化发展瓶颈。截至目前,上述公司均未对外公告项目后续进展情况。

在生物法戊二胺的生产上,凯赛生物通过基因工程等手段,从不同角度提高菌株对于戊二胺的耐受性,提升生产效率,从而有效控制戊二胺的合成成本。目前凯赛生物在新疆乌苏的数字化工厂已建设完成,待生物基戊二胺项目投产后,有望解决己二腈长期原材料供应不足这一国内双单体聚酰胺行业发展核心瓶颈难题。

3、生物聚酰胺:产业应用已走在前沿

生物基聚酰胺产品主要是基于凯赛生物资产的生物基戊二胺与不同的二元酸缩聚而成,该系列产已初具规模,以PA56、PA510、PA512、PA514为主。目前,公司已经与纺丝、布料、地毯企业合作开发出了聚酰胺56的民用丝、地毯丝、工业丝等一系列产品。

相比普通的聚酰胺产品,生物基聚酰胺具有本质阻燃、吸湿性好、易染色等纺丝优点。与传统的高分子材料相比,生物基材料可降解也可再生,这与目前所倡导的绿色化学理念不谋而合。

目前,手机等电子产品已经开始大量使用再生材料,凯赛生物则为这些电子产品提供了生物塑料。

另外,用戊二胺做的表面光漆材料在汽车领域也开始大放异彩,奥迪已经开始使用这个材料。关于生物合成,产业界走得其实要比我们想象中更远。

我们不止一次听到,21世纪是生物的世纪。除了各类生物药物、生物疗法频出以外,生物合成法的出现也打破了诸多化学合成的障碍。生物制造作为一种革命性的生产方式,以生物质为原材料或运用生物方法进行大规模物质加工与转化,为社会发展提供工业商品(如新材料产品),生产过程绿色、条件温和且具备经济性。

生物法取代化学法生产,作为解决人类对传统石化、化工产品的过度依赖,以及与之相伴的环境污染、安全风险等问题的有效途径,未来发展空间非常广阔。

除了前文提到更多种类的长链二元酸合成以外,生物合成法更大的突破是在成本上。生物法长链二元酸的出现后,产品价格大幅度降低,市场规模也因此大幅扩张。

除了合成化学法难以制备的化合物以外,生物合成法也在原材料制造和新材料领域显示出了自己的实力。不仅是长链二元酸和戊二胺领域,在透明质酸市场,以生物合成为基础的华熙生物同样在其所处产业内处于全球领先位置。

在海外,以Twist、Gingko为代表的合成生物学公司正在掀起投资热潮,在这些独角兽企业的影响下,中国也有一批合成生物学创业公司正在起航,他们或是聚焦医药领域、或是聚焦新材料。

他们希望用生物合成的方式来为生产和制造提供更多的可能性,用更加绿色环保、节能高效的方式带来全新的生产与合成体验。

这些大大小小的企业正在形成一股力量,以一个整体的姿态向世界宣布:生物合成或许将是产业未来。