风口洞察·未来生命系列(二)合成生物：造物致用，赋能未来

证券研究报告2024年06月06日 合成生物：造物致用，赋能未来 风口洞察·未来生命系列（二） 核心结论 为什么我们开始关注合成生物？ 慈薇薇S080052305000413916466506ciweiwei@research.xbmail.com.cn 1、合成生物/生物制造是颠覆性技术之一；会聚了科学研究的“发现能力”，工程学策略的“建造能力”，以及颠覆性技术的“发明能力”。 2、合成生物是新质生产力的核心赛道之一，和低空经济、商业航天齐肩。 3、合成生物有远期商业价值，符合绿色发展、国家安全的战略背景，也能助力不同领域的企业降本增效。 4、各国都在加大投入生物技术，我们国家在合成生物领域有一定优势。 合成生物学具有以下战略与商业意义： 第一，“负碳”：合成生物的生物路线是绿色、低碳的，符合“碳中和”思路和经济可持续发展下的战略方向。 第二、“安全”。在国际形势复杂化下，粮食、能源资源供应面临的不确定性增加，合成生物提供了不被“卡脖子”的能力，兼顾国计民生需求。 第三，“新质生产力”：合成生物有望建立成本更低、更绿色的新生物技术路线，将有望引领产业技术变革，并扩大中国企业的全球竞争力。 所以从主题催化来看，合成生物叠加了国家安全、碳中和以及新质生产力的概念，且资本市场中有望迎来更多关注。全球都在加快投入生物技术与制造领域，中央经济工作会议&2024政府工作报告均提及发展新质生产力，重点提及了“打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业”。2024年5月23日，北京发布《北京市加快医药健康协同创新行动计划（2024-2026年）》，其中多项内容就涉及合成生物学，后续各地政策有望跟进。此外，AI+合成生物的深度融合赋能“设计-构建-测试-学习”全流程，加速行业发展进程。 合成生物的投资机会更多在下游，近端可验证的机会跨越化工、医药、医美等核心行业。合成生物学产业链包括上游使能技术开发（CRISPR等）、中游平台赋能公司（Gingko Bioworks、诺维信等）与下游产品研发与应用。从商业化发展的路径来看，合成生物近期（5年）的应用成果更多为化学品、食品（替代蛋白）、创新细胞基因疗法/原料药合成，以及重组胶原蛋白等。中期（10年）如农业的共生固氮技术、工程菌疗法等；远期（＞10年）则有望在活体功能材料、生物质燃料等领域实现工业化。根据《中国合成生物产业白皮书2024》中CB Insights和B Capital分析，全球合成生物市场规模预计在2028年将达到近500亿美元（年均增长24%）。 投资建议：合成生物仍在产业化初期，中国企业有望凭借合成生物产品/成本优势，成为具备全球竞争力的企业。关注具备成本领先或产品高附加值/产业化实力强的细分方向，相关标的梳理：凯赛生物（长链二元酸）、华恒生物（丙氨酸）、川宁生物（原料药）、华大智造（基因测序）、金斯瑞（基因合成）、华熙生物（透明质酸钠）、贝瑞基因（基因检测）、蔚蓝生物（酶制剂）、星湖科技（食品添加剂等）、鲁抗医药（增塑剂），以及巨子生物、锦波生物（重组胶原蛋白龙头）等。 风险提示：技术发展与应用不及预期，行业政策监管变化风险。 内容目录 一、为什么我们关注合成生物？.............................................................................................31.1为什么合成生物具有颠覆性？......................................................................................31.2我们试图在解决什么问题？..........................................................................................4二、合成生物主题为何有望在市场脱颖而出？.......................................................................6三、合成生物：市场前景广阔，多应用领域开花..................................................................103.1合成生物应用空间广阔...............................................................................................103.2投资建议：关注成本领先，高附加值/产业实力强的方向...........................................11四、风险提示........................................................................................................................13 图表目录 图1：合成生物学研究的代表性进展和成果.............................................................................4图2：三代生物燃料乙醇技术对比...........................................................................................5图3：发展绿色氢能：以生物制氢为代表的“绿氢”技术............................................................5图4：蓝细菌光合生物制造......................................................................................................5图5：将基于羧酶体的CO2浓缩机制移入植物........................................................................5图6：麦肯锡认为未来10-20年生物学手段应用可能对全球价值链每年产生2-4万亿美元程度影响......................................................................................................................................6图7：新技术加快了合成生物设计-构建-测试-学习流程..........................................................7图8：合成生物一级市场融资热度...........................................................................................7图9：合成生物上下游梳理....................................................................................................10图10：合成生物学在主要领域的发展路径............................................................................11 表1：我国合成生物相关政策..................................................................................................9表2：合成生物市场规模预测................................................................................................11表3：合成生物海内外标的对比.............................................................................................12 一、为什么我们关注合成生物？ 我们在五一期间发布《合成生物：新质生产力成长赛道》，明确指出“策略视角来看，合成生物想象空间大、政策预期还没打满，市场发酵仍有空间。”Wind合成生物指数在4.22-5.9上涨26%，强势股包括蔚蓝生物股价翻倍，川宁生物涨幅超80%。 为什么我们关注合成生物？ 1、合成生物/生物制造是颠覆性技术之一。2、合成生物是新质生产力的核心赛道之一，和低空经济、商业航天齐肩（后者在资本市场中已有所表现）。3、合成生物有远期商业价值，符合绿色发展、国家安全的战略背景，也能助力不同领域的企业降本增效。4、各国都在加大投入生物技术，我们国家在合成生物领域有一定优势。 1.1为什么合成生物具有颠覆性？ 合成生物学（Synbio）是一门汇集生物学、基因组学、工程学和信息学等的新型交叉学科；被认为是继DNA双螺旋结构发现和人类基因组计划之后的“第三次生命科学技术革命”。1前者为合成生物的研究奠定了基础，而合成生物突破“格物致知”的传统研究范式，进一步实现了“造物致用”，旨在采用工程化的设计理念，重新设计和构造具有新功能的生物系统。 从科学内涵来说，合成生物有“非线性”的发展特征。合成生物学会聚了科学研究的“发现能力”，工程学策略的“建造能力”，以及颠覆性技术的“发明能力”2，进而带动了全社会的“创新能力”（新质生产力）。基因组革命与基因编辑技术CRISPR使得我们可以体内精确编辑DNA。通过有目的的工程化设计和改造，合成生物打开了从非生命物质向生命物质转化的大门，并实现“造物致用”。 从投资内涵来说，合成生物将科技赋能传统产业，符合新质生产力的特征。合成生物的“工程学”本质使得其可以应用于医疗健康、食品农业、化学工业、消费品等行业，在改善人类健康，解决资源、能源、环境等重大问题上提供绿色、高效的解决方案。比如番茄红素是人类合成的第一种类胡萝卜素，1000m2车间番茄红素的合成能力相当于4×107m2的农业种植。对番茄红素、天麻素、红景天苷等物质的合成颠覆了传统的植物药物、营养品原料获取模式，并实现了规模化生产。 1.2我们试图在解决什么问题？ 西部策略团队认为，合成生物学具有以下战略与商业意义： 第一，“负碳”：合成生物的生物路线是绿色、低碳的，符合“碳中和”思路和经济可持续发展下的战略方向。5月29日，国务院印发《2024-2025年节能降碳行动方案》，要求尽最大努力完成“十四五"节能降碳约束性指标。生物制造本身具有原料可再生、过程清洁高效等特征，降低了传统制造业高度依赖化石原料和高污染的加工模式。我们观察到的几个思路： 1、生物能源，通过生物质生产生物乙醇、生物柴油、生物航煤等生物燃料，实现高污染化石原料的替代。比如以生物制氢使用生物质为原料，替代了化石燃料制氢、工业副产物制氢等传统制氢方式。此外，生物光伏（BPV）利用光合微生物（如蓝藻）捕捉太阳能来生产电能（尚处实验室开发阶段）。《2024-2025年节能降碳行动方案》提出合理调控石油消费，推广先进生物液体燃料、可持续航空燃料……因地制宜发展生物质能，统筹推进氢能发展。 2、采用非粮、非化石原料或者可再生原料，打造绿色工业经济。比如国投生物采用秸秆生产糖，再用糖生产乙醇，替代通过粮食-糖-乙醇的传统方式。《“十四五”生物经济发展规划》预计未来十年，石油化工、煤化工产品的35%可被生物制造产品替代。《202