医药生物行业合成生物学系列报告：产品专题之（二），合成生物学在可降解塑料领域的应用前景及技术关键

敬请阅读末页的重要说明 证券研究报告 | 行业深度报告 2022 年 08 月 16 日 推荐（维持） 合成生物学系列报告：产品专题之（二） 消费品/医药生物 ❑ 本篇报告梳理了合成生物学技术在可降解塑料领域的应用前景及技术关键。通过对比可降解塑料的关键参数，综合比较性能、成本及降解过程指标，合成生物学角度我们认为 PLA、PBS、PHA 是三种有前景的可降解塑料。文中将并分别梳理在解决 PLA、PBS、PHA 可降解塑料大规模推广应用过程中面临的痛点问题时，合成生物学技术可以发挥的作用及各企业的技术关键对比。 ❑ 性能、成本、降解过程决定了合成生物学在可降解塑料领域的应用前景。全球塑料产量维持 3.6 亿吨以上，环保诉求下的政策导向不断推动传统塑料材料向可降解塑料转化，可降解塑料应用空间广阔，生物基可降解塑料是新的发展方向。产品性能决定不同种类塑料的适用范围，在产品性能可以满足需求的基础上，成本是最重要的选择塑料种类判断指标，而降解过程可能成为未来政策导向的重要考虑因素。综合以上指标，PLA、PBS、PHA 是我们认为三种有应用前景的可降解塑料，合成生物学将分别为此三种可降解塑料材料在推广过程中产生的痛点问题提供解决思路和方向。 ❑ PLA：合成生物学技术可以为以非粮原料合成乳酸提供探索方向。PLA 是目前应用相对较为广泛的生物基可降解塑料，其的大规模应用关键在于打通产业链释放产能和降低成本。国内企业打通产业链在丙交酯合成步骤相对受限（非合成生物学过程）。PLA 合成中以淀粉糖为原料乳酸合成步骤发展已经相对成熟，合成生物学技术在发挥空间较小。但通过合成生物学技术探索可以秸秆等低价原料发酵生产乳酸并有望进一步降低生产成本，推进 PLA 的大规模应用。目前主要探索方向为通过合成生物学技术构建可以利用不同类型的糖并高效转化为乳酸的菌株。 ❑ PBS：通过合成生物学技术可解决单体原料丁二酸的供给紧缺问题。PBS 目前价格与 PLA 基本持平，未推广大规模应用的限制为其聚合单体丁二酸产能受限，传统石化法合成丁二酸高能耗无法新增产能，通过合成生物学方法生产丁二酸是未来新增产能的来源，并进一步释放 PBS 产能，推动 PBS 在可降解塑料领域的进一步应用。通过合成生物学技术综合考虑物质代谢与能量代谢过程构建的丁二酸生产菌株在实际生产过程中已经体现出相较于化工法的成本优势。 ❑ PHA：基于极端微生物的合成生物学技术可以降低关键环节的成本。PHA 本身为来源于生物的聚合材料，在材料本身性能、降解速率、生物相容性等方面有优势。PHA 材料本身经过数十年的发展，并未大规模应用的限制主要为生产成本过高。合成生物学技术在提高 PHA 产率，降低环境灭菌维持成本、降低 PHA 的提取成本上可发挥作用。在行业发展的最新动态中，拓展使用更低成本的底物和基于极端微生物底盘的“新一代工业生物技术”是新的发展方向，有望大幅降低成本。 ❑ 投资建议：站在合成生物学角度，PLA 材料领域，建议关注凯赛生物，金丹科技（化工组），海正生材（化工组），安徽丰原等。PBS 领域关注非上市公司山东兰典等。PHA 领域关注蓝晶微生物，微构工厂等。 ❑ 风险提示：研发不及预期风险、产业化进程不及预期风险、菌种泄密风险、伦理风险、政策方向变动风险。 行业规模 占比% 股票家数（只） 421 8.9 总市值（亿元） 65013 7.8 流通市值（亿元） 50364 7.2 行业指数 % 1m 6m 12m 绝对表现 -3.3 1.0 -9.9 相对表现 -1.9 10.0 5.5 资料来源：公司数据、招商证券 相关报告 1、《创新药系列报告（二）：海外临床篇—FDA 审批新药标准下的中国创新药企临床策略与标的筛选》2022-07-18 2、《生物医药行业 2022 年中期投资策略-回归基本面，寻找性价比》2022-06-27 3、《创新药系列报告（一）：出海路径篇—创新药系列报告框架与中国 创 新 药 企 出 海 理 想 路 径 假 设 》2022-06-24 孙炜 S1090520030002 sunwei7@cmschina.com.cn 焦玉鹏 研究助理 jiaoyupeng@cmschina.com.cn -30-20-10010Aug/21Dec/21Apr/22Jul/22(%)医药生物沪深300合成生物学在可降解塑料领域的应用前景及技术关键 敬请阅读末页的重要说明 2 行业深度报告 正文目录 一、 性能、成本、降解过程决定了合成生物学在可降解塑料领域的应用前景 .......................................................... 4 1、 可降解塑料应用空间广阔，生物基可降解塑料更符合碳中和要求 ....................................................................... 4 2、 产品性能、成本、降解过程决定了合成生物学在可降解塑料领域的应用前景 ..................................................... 5 二、 PLA：合成生物学技术可以为以非粮原料合成乳酸提供探索方向 ..................................................................... 6 1、 乳酸单体的发酵过程相对较为成熟，通过合成生物学进一步突破空间较小 ........................................................ 7 2、 通过合成生物学技术探索以秸秆作为原料发酵生产乳酸的新发展方向 ............................................................... 8 三、 PBS：通过合成生物学技术可解决单体原料丁二酸的供给紧缺问题 ............................................................... 10 1、 合成生物学方法合成丁二酸再聚合而成的 PBS 属于生物基可降解塑料 ............................................................ 11 2、 菌株构建需要综合考虑物质代谢与能量代谢调控，合成生物学方法相较于化工法已显成本优势 ...................... 11 四、 PHA：基于极端微生物的合成生物学技术可以降低关键环节的成本 ............................................................... 13 1、 PHA 本身为生物基聚合物材料、生产成本是推进大规模应用的决定因素 ......................................................... 13 2、 合成生物学技术可以在多个生产环节上降低 P