化工新材料行业周报：专题推荐合成生物学，节能减排目标催生需求增长，技术护航未来大有可为

合成生物学，节能减排目标催生需求增长，技术护航未来大有可为。合成生物学是实现双碳目标的有效途径。合成生物学技术指导下的化工制造过程如下：首先依靠前端的基因编辑等技术创造高效的生物反应器，依托此类反应器，可以适度避开传统石油化工必需的原油、烯烃等原材料，而转以淀粉、纤维素、二氧化碳等可再生碳资源为原料，利用反应活化能更低、专一性更强、副产物更少的生物体反应路径替代传统化学反应路径，生成目标产品。随着底层技术和底层设备的进步，合成生物学的研发效率不断提升，叠加国内外政策鼓励+资本市场加持，合成生物学行业整体呈现蓬勃向上的局面。近年来Ginkgo Bioworks、Zymergen、凯赛生物和华恒生物等合成生物学企业上市，合成生物学的产业化可行性得到验证，为市场注入信心，行业进入加速发展期。在这样一个长坡厚雪的赛道，我们见证着如凯赛生物这样的“全产业链合成生物学企业”的快速成长，更期待在长达数十年的技术积累后，越来越多的优秀成果成功落地。 多国发展规模化航空生物燃料市场，节能减排将成为国际航空业义务。根据IATA统计，从2008年至今，全球已有超过45家航空公司，37万架次航班使用了生物航煤。目前美国、加拿大、挪威等国已经形成航空生物燃料规模化市场，建立了“原料—炼制—运输—加注+认证”的完整产业链。各大能源公司、航空公司、飞机制造商也积极参与生物航煤的研发、生产或试用。参考IATA预测，截至2025年，全球SAF使用量将达到700万吨；2030年将达到2000万吨。尽管中国政府当前并未正式承诺参加CORSIA，也未推出针对性的生物航煤产业政策，但由于2027年开始CORSIA机制将进入全面强制实施阶段，届时中国航空业可能不得不承担节能减排的国际义务。此外，根据2021年10月国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》，提到“保持石油消费处于合理区间，逐步调整汽油消费规模，大力推进先进生物液体燃料、可持续航空燃料（SAF）等替代传统燃油，提升终端燃油产品能效。”从当前技术角度来看，发展SAF也是国内航空业减排的最有效方案。根据CORSIA实施方案，2021-2035年间，中国生物航煤累计需求总量可达1.6-1.8亿吨，年均1000-1200万吨。 三驾马车拉动工业硅需求持续上行。能源价格持续提升下，国内工业硅企业成本优势日益凸显。以电价0.4元/kWh测算，工业硅的合成成本在13311元/吨，电费成本占比32%，电价对工业硅成本影响较大。当前海外能源价格持续高企，国内企业成本优势凸显。下游多晶硅扩产加速、有机硅出口持续提升、汽车轻量化提升硅铝合金用量，三驾马车拉动工业硅需求持续上行。前期金属硅价格触底，部分企业亏损，随着需求端多晶硅新产能投放叠加江浙地区疫情解封后汽车消费回暖，询单量开始增加，企业开始上调价格。 风险提示：相关政策推行不及预期、相关技术迭代不及预期等。 一、核心观点 合成生物学是实现双碳目标的有效途径。合成生物学技术指导下的化工制造过程如下：首先依靠前端的基因编辑等技术创造高效的生物反应器，依托此类反应器，可以适度避开传统石油化工必需的原油、烯烃等原材料，而转以淀粉、纤维素、二氧化碳等可再生碳资源为原料，利用反应活化能更低、专一性更强、副产物更少的生物体反应路径替代传统化学反应路径，生成目标产品。合成生物学指导下的化工制造过程成功案例不断涌现，核心在于成本的降低：如1，3-丙二醇，己二酸（ADA）、1,4-丁二醇（BDO）、L-丙氨酸等，应用范围涵盖大宗发酵产品、可再生化学与聚合材料、精细与医药化学品、天然产物、未来农产品等重大产品。除节能减排等核心优势外，合成生物学制造对化工过程替代案例的成功往往意味着其在成本控制上也实现了对传统化工过程的追平或超越。 经由合成生物学手段大规模生产的化学品如己二酸（ADA）、1,4-丁二醇（BDO）、L-丙氨酸等已经可以达到低于石油基路径的生产成本。同时由于其不依赖于原油，故盈利水平相对较为稳定。以华恒生物的生物法L-丙氨酸为例，其平均售价为1.6万元/吨，毛利率为45%左右；对比本公司酶法生产的L-丙氨酸，平均售价为2万元/吨，毛利率在10%-25%之间波动。 随着底层技术和底层设备的进步，合成生物学的研发效率不断提升，叠加国内外政策鼓励+资本市场加持，合成生物学行业整体呈现蓬勃向上的局面。近年来Ginkgo Bioworks、Zymergen、凯赛生物和华恒生物等合成生物学企业上市，合成生物学的产业化可行性得到验证，为市场注入信心，行业进入加速发展期。在这样一个长坡厚雪的赛道，我们见证着如凯赛生物这样的“全产业链合成生物学企业”的快速成长，更期待在长达数十年的技术积累后，越来越多的优秀成果成功落地 生物航煤，航空业碳减排必经之路。6月14日，欧洲议会驳回了旨在通过强化欧盟排放交易体系（EU ETS）实现更高气候目标的大部分改革；但通过了欧盟ETS以及由国际民用航空组织（ICAO）主导的国际航空碳抵消和减排计划（CORSIA）提高国际航空业脱碳目标。根据该修订案内容，从2024年起，EU ETS实施范围将扩大至由欧洲经济区（EEA）起飞的所有航班。由于航空燃料产生的温室气体基本排放在平流层，对气候变化影响更大；且航空运输企业从技术层面实现减碳没有太多选择，因此开发可实现碳减排的航空替代燃料已成为国际民航业的共识。生物航煤与石油基航煤的组成与结构相似、性能接近，满足航空器动力性能和安全要求，全生命周期二氧化碳可减排50%以上，是目前最现实可行的燃料替代方案和温室气体减排途径。多国发展规模化航空生物燃料市场，节能减排将成为国际航空业义务。参考IATA预测，截至2025年，全球SAF使用量将达到700万吨；2030年将达到2000万吨。根据CORSIA实施方案，2021-2035年间，中国生物航煤累计需求总量可达1.6-1.8亿吨，年均1000-1200万吨。 三驾马车拉动工业硅需求持续上行。2021年中国工业硅表观消费量突破200万吨，同比增加22.63%，其中38%下游为有机硅、30%为多晶硅、26%为铝合金行业。随着终端光伏、汽车等行业的拉动，工业硅表观消费量持续提升，2017-2021年国内工业硅表观消费年均增速为5.46%。全球工业硅产能逐渐向国内集中。2014-2021年全球工业硅产能由531万增长至632万吨，复合增长率为2.52%，而多数新增产能来自中国。2014年，中国工业硅产量占全球比重为67%，而2021年这一数值提升到78%。一方面，国内硅石资源丰富，具备原料端优势。另一方面，2020年疫情后，海外工业硅主流企业包括德国瓦克、挪威艾尔肯及Ferroglobe Plc等公司均有减产行为。能源价格持续提升下，国内工业硅企业成本优势日益凸显。以电价0.4元/kWh测算，工业硅的合成成本在13311元/吨，电费成本占比32%，电价对工业硅成本影响较大。当前海外能源价格持续高企，国内企业成本优势凸显。下游多晶硅扩产加速、有机硅出口持续提升、汽车轻量化提升硅铝合金用量，三驾马车拉动工业硅需求持续上行。受益于光伏装机的持续提升，当前硅料环节价格和利润处于历史较高分位，在此背景下硅料厂加速扩产，当前国内约有200万吨以上的硅料在建产能将在未来1-2年内投产，势必拉动工业硅需求。此外，由于国内外能源成本差异，有机硅出口量同比快速增长，2022年1-4月多晶硅出口量达16.93万吨，同比+60.5%。同时，汽车轻量化背景下，硅铝合金使用提升，对工业硅形成需求支撑。 我们预计到2025年，国内工业硅需求在356.84万吨，年均增速在16.9%。前期金属硅价格触底，部分企业亏损，随着需求端多晶硅新产能投放叠加江浙地区疫情解封后汽车消费回暖，询单量开始增加，企业开始上调价格。 国内萤石供给侧结构调整，行业集中度趋于提升；海外供给收缩及国内6F、PVDF新产能落地，预计增强萤石稀缺属性。萤石（CaF2）是一种不可再生的战略性非金属矿产资源，氟化工是目前萤石产品最主要的应用领域，萤石作为氟化工产业链的起点具有不可替代的战略地位。全国萤石矿山数量938个，中小型矿山企业总量占比超98.3%。中小矿山开采规模小，技术和装备水平落后，采富弃贫，偷采、盗采、超限开采等行为使资源破坏和浪费严重。为规范行业及保护萤石资源，国内出台一系列政策，监管力度不断加大，行业进入门槛不断提高。在政策导向下，萤石资源开发利用向拥有技术、资源、资金优势的企业集中，提升行业龙头企业对萤石供给和定价的影响力，将成为必然趋势。 2022年3月下旬全球最大萤石生产商墨西哥Koura因安全问题导致部分产能停产，国外客户转向中国采购，出口拉动价格上涨。据金石资源公告显示，目前为止公司签订的海外订单约有27000吨。2022年出口预期将同比增长。同时，2022年6F、PVDF等新增产能对萤石需求持续提升。预计出口及新能源需求将进一步加剧储采比下滑趋势，萤石稀缺资源属性增强。 下半年多晶硅产能集中投放，三氯氢硅或迎来供给紧张局面。5月以来，三氯氢硅价格脱离金属硅价格下跌趋势走出独立行情。由于金属硅在三氯氢硅的合成成本中占比高达66%，因此三氯氢硅价格一直以来与原料金属硅价格高度相关。2021年受光伏需求拉动及能耗双控政策影响，金属硅与三氯氢硅价格共振向上。但2022年5月以来，三氯氢硅脱离金属硅价格下跌走势保持向上。具体来看，光伏级三氯氢硅持续上涨，而普通级三氯氢硅保持2022年以来的高位。预计下半年将新增三氯氢硅需求10-12万吨。在多晶硅项目投产初期，由于先开后端装置而冷氢化工序较晚开动，因此需要多加入三氯氢硅，而当整个生产装置跑通之后，则需要补充少量的三氯氢硅即可。因此2022年上半年通威云南、新疆大全新能源等多晶硅产能投产，短期提振了三氯氢硅需求，进而推升价格。 而据我们的统计，下半年将有63万吨多晶硅产能投放，预计对三氯氢硅新增需求10-12万吨。由于多晶硅对三氯氢硅的需求不具备长周期的持续性，因此当前三氯氢硅企业扩产相对谨慎。2022年仅有三孚股份5万吨级宏柏新材的5万吨三氯氢硅将投产，下半年三氯氢硅预计将呈现供应紧张局面，价格或继续上行。 供给放量慢叠加光伏需求高增速，EVA树脂在2022-2023年存在供应缺口。EVA树脂是EVA胶膜的基础材料，全球光伏装机快速增长带动EVA树脂需求，其增长一方面来自全球光伏新增装机的持续提升，另一方面来自胶膜单平克重的提升。预计2022-2025年光伏对EVA树脂的需求分别为105.0/124.3/151.0/178.1万吨。而EVA树脂扩产周期长，虽然国内多家企业宣布扩产，但供给放量节奏慢。国内目前运行的EVA树脂厂家从开工建设到实际投产的周期均在3年以上，其中建设周期在2-2.5年左右，产线调试在半年以上。 由此推知2021-2022年投产的产能均为2016-2018年开工的产能，近两年新增产能基本已经在2021H2-2022Q1释放完毕，至2023年底行业新增产能非常有限。此外，EVA树脂每年进口替代空间在100万吨左右。在此供需背景下，预计EVA树脂近两年存在较大的供需缺口。 甜味剂：健康消费理念下，减糖趋势明确。随着消费者消费能力的提升和对健康饮食的关注，无糖、低糖逐渐成为全球范围内饮食的新标准。为了抑制消费者过量摄入添加糖，已有多个国家开始征收“糖税”。甜味剂作为食品添加剂能够赋予食品甜味，而且不参与人体代谢循环，仅提供极少热量甚至是零热量，在满足消费者“食糖”需求的同时又契合“低糖”的健康饮食理念，甜味剂逐渐取代传统蔗糖。人工代糖占据当前甜味剂市场的主导地位，“天然+人工”复配或成为未来主要趋势。甜味剂主要分为人工代糖、天然代糖和糖醇三大类。从相关指标对比来看，人工代糖具有低热量、高甜价比的优势，因此目前全球甜味剂消费结构中仍以人工代糖为主，2020年全球甜味剂消费结构中70.59%是人工代糖。人工代糖目前虽然已经推出5-6代，其对人体健康的影响目前仍存在争议。 “天然代糖/糖醇+人工代糖”复配模式成为当前主流饮料企