凯赛生物长链二元酸竞争优势分析.docx
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凯赛生物长链二元酸竞争优势分析
用长链二元酸证明生物化工不可替代
长链二元酸是公司目前的主营业务。
相比化学法只能生产DC12，公司使用的生物法可以以更低的成本生产DC10~18，并成功挤占英威达二元酸市场。
生物法长链二元酸利用生物发酵技术，在相对温和的条件以及低排碳的情况下生产而成。
一方面具备成本优势，另一方面也具备低碳、绿色和生物基的概念优势，在当前全球碳减排的大环境下，向下游推广较为容易。
而且在很多领域，生物基的可选材料很少，竞争处于蓝海阶段，是个卖方市场。
长链二元酸是寡头垄断行业，公司是唯一可以量产DC10~18的创新者，产能达到7.5万吨/年。
本次募集资金还将用于4万吨/年生物法癸二酸项目，不断拓宽二元酸产品线。
专利诉讼的胜诉更是稳固了公司的行业地位，国内市场占有率达到95%。
长链二元酸下游应用领域广，在工程塑料、香精香料、制药、金属防锈、涂料、润滑油、增塑剂等多个下领域均有应用。
1靠长链二元酸打败英威达的企业
长链二元酸，简称DCxx（xx代表碳原子数量），是指含有10个以上碳原子的直链二羧酸，是重要精细化工原料，也是现阶段公司主要的收入来源。
长链二元酸的合成有三种方法，分别是植物油裂解法、化学合成法和生物发酵法。
植物油裂解法只能通过裂解菜子油和蒜头果油生产DC13和DC15，不能大规模生产；而化学法只能生产DC12，反应条件苛刻、步骤多、收率低、成本高、污染严重，因此，植物油裂解法和化学合成法都已经逐渐被生物发酵法取代。
相比其他合成方法，微生物发酵法生产工艺简单、成本低，而且可以合成所有碳链长度的长链二元酸。
2016年3月，以化学法生产长链二元酸的英威达公司关闭其在美国的长链二元酸生产线。
公司以生物合成技术为杠杆，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。
公司生物发酵法生产长链二元酸主要步骤包括4步：
1）以烷烃、葡萄糖、液碱、玉米浆等为底物，进行发酵；2）过滤发酵所得混合溶液，并经过脱色罐脱色；
3）加入硫酸酸化，溶解；4）对所得溶液进行结晶分离，并干燥，即可得到可外售的长链二元酸产品。
公司通过生物发酵法生产的长链二元酸系列产品，既能满足下游聚合要求的质量标准，同时经济性及绿色环保优势突出。
图表31长链二元酸生产流程
公司生物法长链二元酸产能陆续投产，生产逐步步入正轨。
目前，金乡凯赛和乌苏技术都拥有长链二元酸生产线，总产能75000吨，其中金乡凯赛产能为
45000吨，乌苏技术产能为30000吨。
金乡产能利用率2017~2019年分别为96%、
97%和91%，2019年略有下降主要系公司进行其他碳链二元酸生产实验，占用部分产能；乌苏产能利用率由2018年的44%上涨到2019年的59%，主要因为乌苏技术的产线为新建产线，随着生产设备磨合日趋成熟，产能利用率正处于爬坡阶段。
此外，公司本次募集资金用于4万吨/年生物法癸二酸项目，将继续完善长链二元酸产品线，巩固行业而地位。
公司生物法长链二元酸产销水平状况良好，产销量逐年上升，是公司主要的利润来源。
新建产能投产后，产品产销率略有下降，主要因为新增产能释放，新生产产品暂未大规模销售。
产品价格方面，公司长链二元酸产品由于缺少竞争对手，一直维持较高水平，18、19年扣税均价都在38000元/吨以上。
随着公司尼龙产线投产、一体化水平提高，以及下游应用进一步拓宽，公司长链二元酸产能利用率将进一步提高。
据我们预计，公司2021年长链二元酸开工率将达到75%，毛利率维持在47%左右，单吨毛利维持在18330元/吨左右，赚钱效应明显。
图表32公司长链二元酸产能变化图表33公司长链二元酸销量变化
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
201720182019
金乡长链二元酸产能（万吨）
乌苏长链二元酸产能（万吨）
60%7
6
40%5
20%4
3
0%2
1
0
201720182019
120%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
长链二元酸总产能增速
产量（万吨）销量（万吨）产销率（%）
图表34生物法长链二元酸产销情况
2017
2018
2019
2020E
2021E
2022E
2023E
总产能
3.71
5.5
7.5
7.5
7.5
7.5
7.5
产量（万吨）
3.55
4.69
5.87
4.72
5.63
6.38
7.13
开工率（%）
96%
85%
78%
63%
75%
85%
95%
销量（万吨）
3.76
4.23
4.58
3.77
5.06
6.06
6.77
产销率（%）
106%
90%
78%
80%
90%
95%
95%
收入（亿元）
12.97
16.21
17.71
14.72
19.74375
23.62
26.40
产品均价（元/吨）
34516
38335
38631
39000
39000
39000
39000
毛利润（亿元）
5.82
7.61
8.46
6.92
9.28
11.10
12.41
毛利率（%）
44.90%
47.00%
47.80%
47%
47%
47%
47%
单吨毛利（元/吨）
15484
18002
18453
18330
18330
18330
18330
图表35公司长链二元酸售价（不含税）
45000
40000
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
2017201820192020E2021E
长链二元酸均价（元/吨）公司长链二元酸单吨毛利（元/吨）
2长链二元酸是寡头垄断行业，公司是全球唯一可以量产DC10-18的创新者
长链二元酸行业高度集中，中国是目前全球唯一能够用生物发酵的方法生产长链二元酸，并且实现工业化生产的国家，公司是全球唯一可以量产DC10~18的企业。
国内生物法制备长链二元酸的研究始于上世纪70年代，由中科院微生物所前所长方心芳院士亲自主导开展研究。
此后，陈远童接替了方院士的工作，采用物理、化学、生物等诱变手段，培育出一系列生产各种二元酸的优良菌株，不断
提高转化率水平，也是包括凯赛生物在内的国内生物法制备长链二元酸企业最初的菌种来源。
供给方面，国内具备规模化生产长链二元酸生产能力的厂商仅有上海凯赛。
其他具备中式规模产能的企业包括广通化工、清江石化、南通圣诺鑫等3家企业；国外仅有赢创，采用化学法，正逐步被淘汰。
其中，上海凯赛公司产能为75000吨
/年，居于首位，产能市场占有率89.8%。
设计产能第二位的山东瀚霖虽然有1万吨/年的产能投产，但是在于凯赛的专利纠纷中败诉，已经退出长链二元酸市场；隆和通生产线至今未生产出合格产品；其他企业产能较小，主要服务局部市场或处于实验阶段。
在建产能方面，新日恒力计划建设50000吨/年长链二元酸产能，主要产品为DC12，预计2020年底投产。
我们判断新日恒力项目属于产学研项目，项目推进或晚于预期。
以上企业长链二元酸菌种均来源于中科院微生物所，但是发展缓慢，凸显公司在生物化工产品产业化方面的优势。
从产品销量来看，公司长链二元酸产品在中国国内市场占有率达到95%，在国际市场占有率也接近80%。
积极的专利布局让公司确立竞争优势地位。
由于专利纠纷，公司与山东瀚霖展开了长达10年、30多起官司的专利技术争讼。
2004年5月，凯赛向国家知识产权局申请“一种正长链二元酸的生产方法”发明专利；2008年4月，山东瀚霖在莱阳注册成立；2008年7月30日，王志洲提出离职申请，随后从凯赛生物辞职，并很快入职刚成立的山东瀚霖，任山东瀚霖总工程师，并负责山东瀚霖长链二元酸的生产线建设及生产管理工作；2008年11月，刚成立7个月的山东瀚霖
便宣布开工建设年产1万吨的长链二元酸工程项目；2010年底至2011年初，山
东瀚霖公司提交的“生物发酵法生产长碳链二元酸的精制工艺”等10件发明及实用新型专利申请引起了凯赛生物的注意。
此后十年，凯赛生物拿起法律武器维权并最终赢得胜利。
2020年3月24日凯赛生物披露的科创板首轮问询函显示，最高院驳回山东瀚峰等相关上诉，维持原判。
至此，10项发明创造的署名权和所有权终于尘埃落定，归属凯赛公司及其员工所有。
虽然公司没有从专利案中得到应得的补偿，但是巩固了产品的行业地位，确保了长链二元酸领域的绝对竞争优势。
此外，公司对于长链二元酸等主要产品的排他性或者防御性专利布局，也为公司打赢这场专利战打下基础，也积累了宝贵的专利纠纷经验。
在未来发展中，公司可以吸取教训，强化技术人员管理，在专利的布局上继续保持同业优势。
图表36国内长链二元酸主要生产厂商
公司
产品
现有产能
（万吨/年）
地域
市占率
备注
凯赛生物
DC10~18
7.5
新疆乌苏山东金乡
89.8%
2003年开始产业化
2018年下半年乌苏3万吨产能投产
瀚霖
DC11~13
1
山东莱阳
0%
一期1万吨，2009年投产；二期2万吨；三期3万吨因专利纠纷逐步退出竞争
隆和通
DC14、DC15
1.5
山东海阳
0%
2009年10月投产，未生产出合格产品
广通化工
DC12~18
0.2
山东淄博
2.4%
1998年开始生产
圣诺鑫
DC12、DC13
0.2
江苏南通
2.4%
清江石化
-
0.15
江苏淮安
1.8%
2006年建成，中石化子公司
赢创
0.3
德国
3.6%
化学法
英威达
1.5
-
0%
化学法，2016年退出
合计
9.85
公司
产品
在建产能
（万吨/年）
地域
备注
新日恒力
DC12
5
宁夏石嘴山
技术源自中科院微生物研究所
公司不仅仅是第一家量产长链二元酸的公司，还是相关专利数量最多的公司。
公司从2002年就开始了长链二元酸领域的相关布局，并于2003年开始了产业化生产。
从发明人来看，公司长链二元酸相关的基因工程领域主要由徐敏、刘修才主导，于18年开始布局；菌种培育筛选领域从2011年开始由秦海斌、李乃强等人主导，自从李乃强离职后，由徐敏、周豪宏、刘修才等人接替；发酵工程领域从2002年陈远童等人首次申请专利，发展到近几年以周豪宏、杨晨、刘修才等人主导，是专利布局最密集的领域之一；分离纯化领域主要由秦兵兵和杨晨主导，从2004年开始布局，也是产业化过程中最关键的一环，在经历部分人员离职后，
18和19年各新增申请专利8项，依然保持着良好的延续性。
从专利布局情况来看，目前国内专利布局较多的企业包括凯赛生物（28%）、中石化（14%）、江苏达成（13%）、南通圣诺鑫（13%）、中科院微生物研究所（5%）、淄博广通化工
（4%）等。
其中，凯赛生物从2002年就开始了专利布局，截止目前相关专利数
量达到了62项，通过技术和专利壁垒，进一步巩固行业地位，保障公司利益。
其余申请相关专利的企业或机构虽然早已开始专利布局，但是截止目前均没有实现长链二元酸的全型号覆盖和大规模生产，一方面体现了生物化工产业化的难度较高，另一方面体现公司相关技术的产业化程度高，具有生物化工产业化的竞争优势。
图表37公司长链二元酸专利布局时间情况
图表38国内长链二元酸厂商专利布局数量及代表性专利
公司
专利名称
申请号
申请时间
专利总数
凯赛生物
一种正长链二元酸的生产方法
CN200410018255.7
2004/05/12
62
长链二元酸的分离纯化方法
CN201010109135.3
2010/02/05
一种混合长碳链二元酸的生产方法
CN201010160317.3
2010/04/30
中石化
（含清江石化）
一种精制长链二元酸的方法
CN91108814.8
1991/09/11
30
一种利用微生物发酵生产α、ω－长链二元酸的方法
CN98121084.8
1998/12/16
一种提高长链二元酸发酵产率的方法
CN200310104982.0
2003/10/31
江苏达成
一种利用微生物发酵生产α、ω长链二元酸的方法
CN98121084.8
1998/12/16
29
新型氮源及其生产长链二元酸的方法
CN201910506411.0
2019/06/12
南通圣诺鑫
微生物发酵生产混合长链二元酸的方法
CN200610038331.X
2006/02/14
28
中科院微生物研究所
生物合成生产混合长链二元酸的新方法
CN200710195842.7
2007/11/30
12
长链二元酸生产菌株及其制备方法和应用
CN201410175544.1
2014/04/28
淄博广通化工
碳11－18长链二元酸精制方法
CN01142806.6
2001/12/21
8
提高长链二元酸发酵产率的方法
CN201210310939.9
2012/08/28
图表39国内长链二元酸厂商专利数量占比情况
其他
23%凯赛生物
28%
淄博广通化工
4%
中科院微生物研究所
5%
中石化（含清
南通圣诺鑫江石化）
13%江苏达成14%
13%
图表40长链二元酸成本拆分
2.3
原料以烷烃为主，玉米为辅
公司生物法长链二元酸产品的主要原材料为烷烃、硫酸、烧碱和葡萄糖。
根据环评报告，以2019年均价计算，公司长链二元酸完全成本为25900元/吨，其中原料成本为12000元/吨，占比46%。
原料成本中，烷烃占比78%，液碱占比
9%，葡萄糖占比7%。
公司目前三费水平较高导致三费贡献了长链二元酸完全成本的24%，随着产品规模的扩大，研发流程的成熟、下游应用市场的打开，公司的三费水平有望进一步下降，产品的完全成本也有进一步下降的空间。
单耗
年消耗量
单位
原料价格
（元，不含税）
单位成本
（元，不含税
原料
烷烃
1.4
35000
t
6600
9,300
液碱（30%）
1.6
40000
t
670
1,100
葡萄糖
0.3
8000
t
2500
800
磷酸二氢钠
0.06
1400
t
4300
240
硝酸钾
0.04
1000
t
3800
150
玉米浆
0.03
700
t
60
2
蔗糖
0.02
500
t
4900
100
酵母膏
0.02
400
t
16000
260
尿素
0.01
300
t
1700
20
氯化钠
0.006
150
t
440
3
泡敌
0.004
90
t
4500
20
合计（扣税）
12000
公用工程
电
6000
150000000
kW·h
0.5
3300
水
150
3600000
t
3.8
570
天然气
160
4000000
m³
3.2
510
蒸汽
4
100000
t
166
660
合计（扣税）
5000
固定成本
折旧
1800
修理费
600
人工
300
合计
2700
三费
销售费用
1700
管理费用
4500
财务费用
0
合计
6200
生产总成本
25900
注：
我们对单耗、消耗量和成本进行了数据归整处理
图表41公司长链二元酸原材料成本组成图表42公司长链二元酸完全成本组成
葡萄糖
7%
其他
液碱（30%）6%
9%
烷烃
78%
固定成本
10%
公司采购的原材料主要包括烷烃、玉米、己二酸等，具有玉米采购优势。
2019年，公司整体烷烃、玉米采购量分别为73.5万吨/年和10.7万吨/年，随着尼龙和
戊二胺项目的投产，公司玉米采购量将增加到40万吨/年。
烷烃方面，公司采购的烷烃主要从石脑油中提取，价格受石油等基础原料价格和市场供需关系影响，近年来原油价格低位运行，有助于公司控制生产成本。
玉米方面，公司乌苏基地靠近玉米产区，享有玉米采购优势。
公司葡萄糖的来源以玉米为主，玉米价格受气候、种植面积、农药化肥价格、市场供需关系等多种因素的影响。
2020年，新疆玉米产量为830万吨，排名国内第十，产量全国占比3.4%，整体产量不断提高，为公司提供了稳定玉米来源。
公司通常每年9-11月进行大规模玉米采购，玉米供应商主要为当地种植大户。
此外，乌苏基地全面投产以后，玉米需求量大幅上升，通过采购中亚低价玉米也将有助于降低整体的成本。
在原材料采购方面，公司建立健全了供应商管理制度和管理流程。
对于合格供应商的选拔，潜在供应商须通过试样、小批量供货、供应商评价等环节后才能成为公司的合格供应商；现有供应商也需要通过公司的年度定期评审，才能继续成为合格供应商，此外，为有效控制采购成本和采购质量，保持原材料供应稳定，公司通常会保持两家及以上供应商供应同一种原材料。
图表43原油价格
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
2015-01-012016-01-012017-01-012018-01-012019-01-012020-01-01
现货价:
原油:
英国布伦特Dtd（美元/桶）
现货价:
原油:
美国西德克萨斯中级轻质原油（WTI）（美元/桶）
图表44玉米新疆粮库平均含税收购价格
2,500
2,000
1,500
1,000
500
0
2015-01-012016-03-072017-03-142018-04-152019-05-182020-05-17
粮库收购平均价:
玉米:
新疆（元/吨）
图表45新疆逐渐成为玉米主要产区
9005%
800
7004%
600
3%
500
400
2%
300
2001%
100
00%
新疆玉米产量（万吨）新疆玉米产量全国占比（%）
2.4长链二元酸的应用尚未完全开发，技术创新和应用创新并重
长链二元酸下游应用领域广，在工程塑料、香精香料、制药等多个下游领域均有应用，但仍有进一步扩宽应用场景的潜力。
不同碳原子数量的二元酸在应用领域上有一定的差异，比如：
十碳的癸二酸主要用于生产PA610、PA1010、增塑剂、润滑油、医药、电容器、电解液等领域；十二碳的DC12（月桂二酸）主要用于制备PA612、高级香料、高档润滑油、高档防锈剂、高级粉末涂料、热熔胶、合成纤维等领域。
长链二元酸工程塑料方面，二元酸合成的尼龙具有低吸水性能和尺寸的稳定性，使其成为重要的工程材料，应用于汽车、刷丝等领域，因良好的抗拉耐磨性能，经其改造后的汽车轮胎能提高使用寿命5~10倍。
香料方面，利用二元酸还可以合成大环麝香，大幅降低麝香的生产成本，是未来发展的方向。
药物方面，利用长二元酸做长效降糖药，药效相比短链二元酸更加明显，而化学法制备长链二元酸成本高，公司通过生物法制备的成本优势明显。
此外，长链二元酸在金属防锈、涂料、润滑油、增塑剂等领域都有应用。
随着下游应用的不断拓宽，不断成熟，长链二元酸市场规模有望进入快速发展期。
公司产品应用开发采用自研和与客户合作开发相结合的方式，积极开拓产品下游潜在应用，持续发掘开拓市场空间，具有其他厂商不具备的优势。
自研方面，公司的研发部门专门设立了工程材料应用开发组以及纺织应用开发组，主动开发产品的应用领域和场景，并在多个下游应用领域都有相关的专利。
客户合作方面，公司DC18产品已经用于全球最大的糖尿病药物制造商之一诺和诺德的长效降糖药索马鲁肽。
相比连接16个碳的利拉鲁肽，在第26位赖氨酸上连接DC18的索马鲁肽，对白蛋白的亲和力增强5~6倍，与白蛋白结合，增大分子量，减少了代谢性降解，延长体内半衰期。
因此，索马鲁肽比其他二元酸合成的降糖药具有更好、更持久的药效，只要每周打一针，便可维持血糖稳定。
此外，该药物还被发
现对心血管、减肥和脂肪肝具有作用。
索马鲁肽的注射药和口服药分别于2017年
12月和2019年9月获得美国FDA批准。
据GlobalMarketInsight统计，2019年全球降糖药市场规模达到4454亿元，未来6年将保持10.7%的高增速增长，可见新型降糖药索马鲁肽未来的可替代市场空间广阔。
目前，该药注射剂型正在中国申报上市，公司有望借此打开千亿降糖药市场。
图表46公司部分长链二元酸下游应用的相关专利
应用领域
专利号
专利名称
申请时间
固化剂
CN200610029191.X
一种粉末涂料固化剂及所使用的长碳链聚酐制备方法
2006/7/20
工程塑料
CN201010160266.4
生物发酵法生产长碳链二元酸的精制工艺
2010/4/30
高温电介质
热熔胶
涂料
防锈剂
CN201410052481.0
一种长链混合二元酸的提纯方法
2014/2/17
CN201910485041.7
一种长链混合二元酸的提纯方法
2014/2/17
香精香料
CN201810734186.1
一种低含量一元酸杂质的奇数碳长链二元酸、及降低一元酸杂质含量的方法
2018/7/6
增塑剂、润滑剂
CN201910129088.X
一种混合长链二元酸的提取方法及混合长链二元酸
2019/2/21
CN201910128959.6
一种混合长链二元酸的脱色方法及混合长链二元酸
2019/2/21
图表47长链二元酸下游应用领域
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