乘行业之东风，技术创新促进多维扩张

公司基本情况(人民币) 投资逻辑 公司作为丙氨酸产品行业龙头，生产技术持续领先。公司在2011年突破厌氧发酵工艺生产丙氨酸技术，依托厌氧发酵在成本、碳排放、发酵周期和转化率等多个方面具有的显著优势，根据中国发酵产业协会预测数据，在2019年，公司丙氨酸系列产品已占据全球市场份额接近50%，已成为丙氨酸产品全球龙头。此外，公司基于自身在技术上的优势，不断实现生产工艺的迭代和优化，在2013年至2020上半年之间，公司发酵法丙氨酸的单吨生产成本降幅达34%，技术优势显著。 公司顺利打通“糖酵解-三羧酸循环”代谢通路，未来拓展能力强。公司及张学礼教授在“糖酵解-三羧酸循环”代谢通路上具有丰富的专利积累，“糖酵解-三羧酸循环”从葡萄糖出发，后续涉及到的合成生物学可以生产的产品涵盖氨基酸类、高级醇类、萜类等在内的数十种产品。这为公司后续丰富产品品类、开发新增长引擎打下了深厚的专利与技术基础，未来成长空间广阔。 L-缬氨酸需求高涨，公司厌氧发酵技术得以互通迁移。近年来，由于饲料原料豆粕蛋白价格高企等因素，氨基酸精确配方饲料迎来了很大发展，伴随公司在巴彦淖尔基地逐步大规模量产发酵法L-缬氨酸产品，其L-缬氨酸市场占有率将逐步提升，发展势头良好，我们预计22-24年缬氨酸业务收入增速分别为32%/30%/22%。 公司重视新兴业务拓展，多元化布局打开成长天花板。公司在扩张丙氨酸、缬氨酸产量的同时，也在积极布局多样化的产品生产线。公司当前拟使用合成生物法生产D-泛酸钙、1,3丙二醇和丁二酸等产品，有望为公司打造新的业务增长点，我们预计2024年收入占比分别为11%/9%/15%。 盈利预测与投资建议 公司是丙氨酸行业的全球龙头，厌氧发酵技术的领先者，依托优势产品的扩产以及新型产品的投放 ， 我们预计2022-2024年公司归母净利润分别为2.86/4.00/5.40亿元 ，分别同比增长70%/40%/35%，对应EPS分别为2.64/3.69/4.99元。参考可比公司估值，给予公司12个月内48倍PE，对应目标价格174元/股，首次覆盖给予“增持”评级。 风险提示 菌种泄露风险、菌种研发落后风险、主要客户流失风险、市场竞争加剧风险、股东和董监高减持风险、汇率波动风险、新产品推广不及预期风险。 合成生物学逐步走向产业化，应用前景广阔 合成生物学：定向设计改造生命系统，属于未来的生产方式 合成生物学是指在工程学思想指导下，对生物体进行有目标的设计、改造、甚至创建赋予非自然功能“人造生命”，即生物学的工程化。从应用研究方面看，合成生物学技术的发展在医药、能源、化工、材料、环保和农业等领域都具有极大的应用价值。 在进行合成生物学产品设计时，一般步骤主要包含以下三个阶段：首先是基础层的底盘细胞筛选，在这一阶段主要是依据目标产品去寻找合适的宿主细胞；其次是定向改造的过程，这一阶段需要运用DNA测序、基因编辑及基因组组合等技术对宿主细胞的代谢通路进行定向改造，使之提高代谢目标产物的代谢通路的流量，并对初次得到的改造菌种进行持续的筛选、优化，目的是持续迭代、优化代谢通路以及提高菌种的耐受性；最终是应用端的产业化，这一阶段与化学发酵相似，只需要通过传统的发酵、分离纯化过程就可以得到目标产品。 图表1：合成生物学产品设计的一般技术路线 从全球市场规模来看，得益于近年来合成生物学行业的投融资额大幅上升，合成生物学自2016-2021年间市场规模复合增长率高达84%。其中，在医疗健康细分领域的体量最大，增速也最高 ，期间内年复合增长率高达106%；而工业化学品领域内复合增长率26%，在2021年以18亿美元的市场规模排名第二。 图表2：全球合成生物行业市场规模（百万美元） 中国合成生物学市场规模快速扩容。2016年中国合成生物行业市场规模仅9亿美元，到2020年增至24.8亿美元，2021年爆发式增长达到64亿美元，在2016年至2021年间年化复合增长率达到48%，呈现高速增长趋势。 图表3：中国合成生物行业市场规模（亿美元） 合成生物学平台型公司具有强大的拓展能力，未来成长空间广阔 合成生物学产品实现落地主要包括两个途径：一是菌株的构建，即通过合成生物学底层通用技术（基因组的“读”、“改”、“写”技术）对生命系统中的代谢通路进行定向设计和改造，并依据代谢反馈结果对代谢通路进行持续优化，使得改造后的底盘细胞能够高效生产出目标产品；二是放大生产，即以微生物发酵工艺为基础，历经菌株培育、高效发酵工艺、分离纯化工艺等环节，实现目标产品的放大生产。依据企业在发展方向的不同，可以将合成生物学业内公司分为负责前端菌株改造的平台型公司和负责后端生物发酵的产品型公司。 平台型公司：为下游生物发酵企业提供菌种定向改造服务。平台型公司依托自身在基因编辑技术、基因元件库、高效催化酶库等方面不断积累的优势，可以依据下游企业的生物基产品需求对底盘细胞进行定向改造，从而获得满足需求性状的微生物细胞工厂。该类型企业的核心竞争力主要包括菌株改造经验、技术积累、基因元件库和已打通的代谢通路。在“设计-构建-测试-学习”的菌种改造过程中，产品型公司的核心竞争力可以被持续的加强，呈现极强的自强化特征。 图表4：平台型公司提供的典型技术支持 图表5：平台型公司菌种开发过程 生命体代谢通路天然的耦合性赋予了平台型公司强大的拓展能力。根据KEGG分类，生命体系内共有11大代谢途径。分别为碳水化合物代谢、能量代谢、脂质代谢、核苷酸代谢、氨基酸代谢、其他氨基酸代谢、多糖代谢、辅助因子和维生素代谢、萜类化合物和多酮类化合物代谢、其他次级代谢物的生物合成、异种生物的生物降解与代谢。 截至2022年10月，KEGG数据库统计上述11条代谢途径纵横交错下，共可生产18998个化合物，涉及11820个生化反应。KEGG代谢通路图中每个点代表一种化合物，每条线代表一个生化反应，不同颜色对应不同代谢途径。 在生命系统中，同一代谢通路往往对应调控下游多个物质的合成。合成生物学平台型公司一旦打通某一代谢通路后，同一代谢通路下对不同衍生产品的拓展就会变得相对简单。此外，生物体内的代谢途径是相互沟通的。 各个代谢途径之间，可通过共同的中间代谢物而相互交叉，也可通过过渡步骤相互衔接，构成了复杂的代谢网络。通过网络，各种物质之间的代谢不仅可以协调进行，某些物质还可以实现互相转化。 合成生物学与传统化学工程相比具有多方显著优势 与传统化学工程相比，合成生物学在发展阶段、节能减排、反应条件、生产成本等多方面具有显著优势。从产业发展阶段来看，合成生物学当前正处于产业化的关键阶段，产品种类快速增加，新产品验证和对传统化学法产品的替代并行；而化学合成工程已进入成熟阶段，新增产品种类少，主要是对现有工艺的优化；从反应条件上来看，合成生物学所需的反应条件较温和，与传统化学合成工艺所需的高温高压相比可大幅减小能耗以及提高生产过程的安全性。 图表6：合成生物学工艺与传统化学合成工艺相比具有多方显著优势 合成生物学作为高技术附加值的新型制造工艺，在菌株获取效率及高产表达上具有显著优势。传统的化学发酵工艺所使用的菌株是在长时间的基因突变过程中不断进行筛选、分离培养得到的，但基因突变的方向具有极大的不可控制性。合成生物学可以通过基因的测序、编辑与合成等底层技术对微生物细胞的代谢路径进行定向设计与改造，可以极大的缩短优质菌株的获取周期。且通过对代谢路径的定向改造，可以通过提高目标产物代谢通路的流量，同时抑制副产品通路的表达，提高产品生产的转化率。 相较于传统化学发酵工程使用石油基材料，合成生物学以生物基材料作为底物摆脱了对传统不可再生能源的依赖，在低碳环保方面具有显著优势。 合成生物学以绿色清洁的生物制造工艺替换高污染、高能耗的石化、煤化工艺，减少对石油、煤炭等不可再生能源的依赖，解决化学工程中的高耗能和高污染问题。 以塑料制造过程为例，以生物基材料作为原料，制造每吨塑料仅排放二氧化碳0.6吨，大大减少了传统制造的二氧化碳排放量，且制成的塑料约3-6个月可自然降解。在国际“碳中和”政策出台以及石油等不可再生能源价格高企的背景下，合成生物学企业可以将低传统能源依赖与低碳排放转换为成本优势，有望迅速进一步打开产品市场。 图表7：生物基材料与石油基材料相比具有低排放、可降解等诸多优势 政策、技术、资本三方发力，合成生物学行业备受关注 合成生物学符合“碳中和”理念，近年来受到国家多项产业政策重点关注。 在全球气候变暖背景下，碳中和是当今国际社会的共识和一致努力的行动目标。在减少二氧化碳排放方面，合成生物学与传统化学工程相比，可以显著降低二氧化碳的排放量，助力碳中和进程。因此，从2017年“十三五”开始，合成生物学被列为我国战略前瞻性重大科学问题和前沿共性生物技术，国家出台了一系列政策支持合成生物学的发展。最近2022年5月新发布的《“十四五”生物经济发展规划》专门强调要推动合成生物学技术创新，突破生物制造菌种计算设计、高通量筛选、高效表达、精准调控等关键技术，有序推动在新药开发、疾病治疗、农业生产、物质合成、环境保护、能源供应和新材料开发等领域应用。 基因测序技术不断突破，赋能合成生物行业高速发展。基因测序技术是指一种推动行业发生本质变化的发明或创新技术；在合成生物学领域，DNA测序、高效基因组编辑及DNA合成技术是其核心基因测序技术。近十年以来人工基因组的测序与合成速度快速提升、测序与合成成本快速下降带动了合成生物学研究和产业化的进程。其一，基因组数据库是下游合成生物学应用的重要起点，如蛋白质表达、定向进化和代谢工程。基因测序产生了大量的电子基因序列信息，这对于设计合成基因和生物成分十分重要。 其二，低成本的全基因组测序能够更有效地控制长基因构建体的质量，这是基因合成的关键步骤。 图表8：基因组测序和合成成本不断下降 新的基因编辑技术，包括成簇的定期间隔短回文重复序列(CRISPR)和类转录激活因子样效应核酸酶(TALEN)系统，正在对合成生物学行业产生重大影响。这些工具允许以快速、有效的方式对基因组进行更改，从而改进并优化合成生物学工作流程。基因编辑技术在效率、适用对象和简便性上有了显著的提高，为“基因型-表型”研究提供了有力工具，精准编辑、高通量编辑逐步走向应用。通过对基因组的从头设计与化学再造，书写人工基因组，可以获得对基因组全局的系统认识，实现对生命性状的定制。 从病毒基因组合成、细菌基因组合成到酵母基因组合成，再到国际基因组写计划，基因组合成技术在适用对象上不断拓展，人工设计、化学再造正成为复杂生物学问题研究和已有性状优化、新性状引入的一把利器。 图表10：合成生物行业基因编辑技术持续突破 资本市场加持，促进合成生物高速发展。随着我国合成生物行业生机勃勃的发展，吸引了一级市场上不少资本的青睐。在2021年，中国合成生物学投融资起数从2020年6起大幅上升至16起，共计获得22.95亿元的融资金额，较2020年增长了1.36亿元。 图表11：合成生物学一级市场投融资数（单位：起） 图表12：合成生物学投融资金额（单位：亿元） 华恒生物：丙氨酸行业龙头，业务布局遍及全球 国家火炬重点高新技术企业，紧跟前沿技术不断创新 公司产业布局广泛，主营业务优势显著。公司成立于2005年，是一家以合成生物技术为核心，专业从事生物基产品的研发、生产、销售的国家火炬重点高新技术企业。公司主要产品包括丙氨酸系列(L-丙氨酸、DL-丙氨酸、β-丙氨酸)、L-缬氨酸、D-泛酸钙等。经过多年的创新发展，公司已经成为大型通过生物制造方式规模化生产小品种氨基酸产品的企业之一。根据中国发酵产业协会预测数据，在2019年，公司丙氨酸系列产品已占据全球市场份额接近50%。 创新氛围浓厚，技术不断迭代创新。公司管理团队将技术研发与创新作为企业不断向前发展的持久生命力，在2022年上半年，公司新增专利19项，专利总数合计达88项。公司基于自身显著地研究实力，曾获得“国家级高新技术企业”