[年报]凯赛生物(688065):2021年年度报告

时间:2022年04月06日 20:11:56 中财网

原标题:凯赛生物:2021年年度报告

公司代码:688065 公司简称:凯赛生物
上海凯赛生物技术股份有限公司
2021年年度报告








董事长致辞 从创立以来,凯赛生物以合成生物学等学科为基础,利用生物制造技术,在全 球率先实现了生物法长链二元酸系列、生物基戊二胺、生物基聚酰胺等生物新材料 的产业化,为生物制造探索了一条从概念到市场的路径。 2021年,在全体同仁的共同努力和支持下,凯赛生物克服了疫情带来的诸多困 难,从研发、生产、销售和组织能力建设的多个维度,都取得了让我们引以为自豪 的成果。高通量研发平台取得初步成效,生物法长链二元酸技术水平持续提高,产 品继续主导全球市场;全球首创的生物法癸二酸产业化项目即将完成;世界上第一 个生物基戊二胺和聚酰胺产业化设施正式投产;生物基聚酰胺产品开发了300多家 客户并开始形成销售;具有高强、耐温、可回收和低成本综合优势的新型生物基聚 酰胺已完成中试验证,有望进入“以塑代钢、以塑代塑”的大场景应用阶段;极具 挑战性的农业废弃物研发项目进展顺利。 合成生物被认为可改变世界的十大新技术之一,合成生物产业将成为中国和世 界经济新的增长点。凯赛生物有幸站在行业前端,面对新的机遇和挑战,我们将继 续勤恳耕耘,使合成生物材料达到“原料可再生、产品可回收、成本可竞争”! 展望新的一年,山西太原大型合成生物产业基地的建设项目将会陆续进行生产 调试和投入使用,与此同时,我们将推进农业废弃物用于生物材料的产业化示范, 这对于凯赛,乃至合成生物产业都将是一个里程碑事件;我们在上海和太原两个新 的研究大楼将投入使用;我们要用数字化体系不断提升研发、生产、销售和运营管 理效率,建设能够与企业发展规模和愿景相匹配的组织架构和企业文化,“持续创 新、求真务实”的核心价值理念将进一步传承和发扬!
2022年4月7日


重要提示
一、 本公司董事会、监事会及董事、监事、高级管理人员保证年度报告内容的真实性、准确性、完整性,不存在虚假记载、误导性陈述或重大遗漏,并承担个别和连带的法律责任。


二、 公司上市时未盈利且尚未实现盈利
□是 √否

三、 重大风险提示
公司已在本报告中描述公司面临的风险,敬请查阅本报告第三节“管理层讨论与分析”之“四风险因素”相关内容,请投资者予以关注。


四、 公司全体董事出席董事会会议。


五、 天健会计师事务所(特殊普通合伙)为本公司出具了标准无保留意见的审计报告。


六、 公司负责人XIUCAI LIU(刘修才)、主管会计工作负责人Joachim Friedrich Rudolf及会计机构负责人(会计主管人员)杨文颖声明:保证年度报告中财务报告的真实、准确、完整。


一、 董事会决议通过的本报告期利润分配预案或公积金转增股本预案 经天健会计师事务所(特殊普通合伙)审计,公司2021年度合并报表中归属于上市公司股东的净利润为607,892,085.94元,其中,母公司实现净利润91,459,940.82元。截至2021年12月31日,母公司累计可供分配利润 440,235,280.58元。公司拟以实施权益分派股权登记日登记的总股本为基数分配利润,向全体股东每10股派发现金红利4.5元(含税)。截至2021年4月6日,公司总股本416,681,976股,以此计算合计拟派发现金红利187,506,889.20元(含税)。本年度公司现金分红金额占公司当年度合并报表归属上市公司股东净利润的比例为30.85%;公司不送红股、不以资本公积转增股本。如在实施权益分派的股权登记日前公司总股本或回购专用账户中的股份发生变动,拟按照现金分红总额不变的原则,相应调整每股分配比例。上述利润分配方案已经公司第一届董事会第三十次会议审议通过,尚需公司股东大会审议。


二、 是否存在公司治理特殊安排等重要事项
□适用 √不适用

三、 前瞻性陈述的风险声明
√适用 □不适用
本报告所涉及的公司未来计划、发展战略等前瞻性陈述,不构成公司对投资者的实质承诺,请投资者注意投资风险。


四、 是否存在被控股股东及其关联方非经营性占用资金情况

五、 是否存在违反规定决策程序对外提供担保的情况


六、 是否存在半数以上董事无法保证公司所披露年度报告的真实性、准确性和完整性 否

七、 其他
□适用 √不适用



目录
第一节 释义 ..................................................................................................................................... 6
第二节 公司简介和主要财务指标 ................................................................................................. 9
第三节 管理层讨论与分析 ........................................................................................................... 14
第四节 公司治理 ........................................................................................................................... 55
第五节 环境、社会责任和其他公司治理 ................................................................................... 72
第六节 重要事项 ........................................................................................................................... 83
第七节 股份变动及股东情况 ..................................................................................................... 113
第八节 优先股相关情况 ............................................................................................................. 121
第九节 公司债券相关情况 ......................................................................................................... 122
第十节 财务报告 ......................................................................................................................... 122



备查文件目录载有公司负责人、主管会计工作负责人、会计机构负责人(会计主管 人员)签名并盖章的财务报表
 载有会计师事务所盖章、注册会计师签名并盖章的审计报告原件
 报告期内公司指定网站上公开披露过的所有公司文件的正文及公告的 原稿



第一节 释义
一、 释义
在本报告书中,除非文义另有所指,下列词语具有如下含义:

常用词语释义  
本公司、公司、母公司、凯赛生物、 凯赛上海凯赛生物技术股份有限公司
XIUCAI LIU(刘修才)家庭XIUCAI LIU(刘修才)、XIAOWEN MA及CHARLIE CHI LIU
金乡凯赛、凯赛金乡凯赛(金乡)生物材料有限公司,公司全资子公司之 一
CIB凯赛生物有限公司/ Cathay Industrial Biotech Ltd.,公司控股股东
凯赛有限上海凯赛生物技术研发中心有限公司
乌苏材料凯赛(乌苏)生物材料有限公司,公司全资子公司之 一
乌苏技术凯赛(乌苏)生物技术有限公司,公司全资子公司之 一
乌苏工厂乌苏材料与乌苏技术的合称
太原材料凯赛(太原)生物材料有限公司,公司控股子公司之 一
太原技术凯赛(太原)生物技术有限公司,公司控股子公司之 一
太原科技凯赛(太原)生物科技有限公司,公司控股子公司之 一
山西研究院山西合成生物研究院有限公司,公司全资子公司之一
太原生产基地太原材料、太原技术、太原科技与山西研究院的合称
上海科技凯赛(上海)生物科技有限公司,公司全资子公司之 一
潞安集团山西潞安矿业(集团)有限责任公司
迪维投资迪迪维投资合伙企业(有限合伙)
华宇瑞泰北京华宇瑞泰股权投资合伙企业(有限合伙)
汕民投汕头市汕民投投资合伙企业(有限合伙)
延福新材杭州延福新材投资合伙企业(有限合伙)
延田投资杭州延田投资合伙企业(有限合伙)
延福投资杭州延福股权投资基金管理有限公司
长谷投资无锡长谷投资合伙企业(有限合伙)
云尚投资嘉兴云尚股权投资合伙企业(有限合伙)
山西科创城投山西科技创新城投资开发有限公司
天津四通天津四通陇彤缘资产管理合伙企业(有限合伙)
HBMHBM Healthcare Investments (Cayman) Ltd.
西藏鼎建西藏鼎建企业管理有限公司
翼龙创投深圳翼龙创业投资合伙企业(有限合伙)
FisherbirdFisherbird Holdings Ltd.
BioVedaBioVeda China Fund Ⅱ,L.P.
SyntheticSynthetic Biology Investment Holding Ltd.
SeasourceSeasource Holdings Limited
招银朗曜深圳市招银朗曜成长股权投资基金合伙企业(有限合
  伙)
招银一号深圳市招银一号创新创业投资合伙企业(有限合伙)
招银共赢深圳市招银共赢股权投资合伙企业(有限合伙)
济宁伯聚济宁市伯聚企业管理咨询合伙企业(有限合伙)
济宁仲先济宁市仲先企业管理咨询合伙企业(有限合伙)
济宁叔安济宁市叔安企业管理咨询合伙企业(有限合伙)
山东瀚霖、瀚霖山东瀚霖生物技术有限公司
莱阳山河莱阳山河生物制品经营有限公司
山东瀚峰山东瀚峰生物科技有限公司
莱阳恒基莱阳市恒基生物制品经营有限公司
山东归源、归源山东归源生物科技有限公司
新日恒力宁夏新日恒力钢丝绳股份有限公司
美国英威达、英威达Invista S.A.R.L,全球最大的综合纤维和聚合物公 司之一
杜邦/ Dupont与凯赛生物有销售往来的E.I.du Pont de Nemours and Company及其关联或附属企业,国际化工新材料 行业龙头企业
韩国希杰希杰(CJ)韩国株式会社,韩国最大的食品公司之一
德国巴斯夫、巴斯夫BASF SE,大型国际化工公司
阿科玛/ Arkema与凯赛生物有销售往来的Arkema S.A.及其关联或附 属企业,全球领先的化学品生产企业
奥升德Ascend Performance Materials LLC.,全球知名的 一体化尼龙、树脂生产商
旭化成Asahi Kasei Corp.,以纺织品、化学品和电子材料 为核心业务之一的知名日本集团公司
赢创/ Evonik与凯赛生物有销售往来的 Evonik Resource Efficiency GmbH、赢创特种化学(上海)有限公司, 全球领先的特种化工企业之一
艾曼斯/ EMS与凯赛生物有销售往来的 EMS-CHEMIE (North America) Inc、EMS-CHEMIE AG,全球知名化工材料 公司
诺和诺德Novo Nordisk,世界领先的生物制药公司
工信部中华人民共和国工业和信息化部
国家统计局中华人民共和国国家统计局
中国证监会中国证券监督管理委员会
上交所上海证券交易所
本报告期、报告期、报告期内2021年1月1日至2021年12月31日
报告期期末、本报告期末2021年12月31日
人民币元
合成生物学合成生物学技术是综合了科学与工程的一个崭新的 生物技术,借助生命体高效的代谢系统,通过基因编 辑技术改造生命体以设计合成,使得在生物体内定 向、高效组装物质、材料逐步成为可能,合成生物技 术应用于生物基材料、生物燃料、生物医药等多个领 域
生物制造英文名是Biological Manufacturing,指以生物体机 能进行大规模物质加工与物质转化、为社会发展提供 工业商品的新行业
细胞工程应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人
  们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行 大规模的细胞和组织培养,细胞工程代表着生物技术 最新的发展前沿,伴随着试管植物、试管动物、转基 因生物反应器等相继问世,细胞工程在生命科学、农 业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要 的作用
生物化工生物化工(Biological Chemical Engineering)是 一门以实验研究为基础、理论和工程应用并重,综合 遗传工程、细胞工程、酶工程与工程技术理论,通过 工程研究、过程设计、操作的优化与控制,实现生物 过程的目标产物。生物化工在生物技术产业化过程中 起着关键作用
高分子材料与工程高分子材料的合成改性和加工成型等领域从事科学 研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理
单体能与同种或他种分子聚合的小分子的统称。是能起聚 合反应或缩聚反应等而成高分子化合物的简单化合 物。是合成聚合物如聚酰胺所用的主要原料
聚合单体结合成高分子化合物的反应过程称为聚合过程, 生成的高分子化合物叫聚合物(如聚酰胺)
二元酸二元羧酸
琥珀酸1,4-丁二酸,分子式CHO 4 6 4
戊二酸1,5-戊二酸,分子式CHO 5 8 4
己二酸1,6-己二酸,分子式为CHO 6 1 0
长链二元酸叫长碳链二元酸、脂肪族二元酸,英文缩写为LCDA, 通常指含有十个或以上碳原子的脂肪族二元羧酸,本 年报中指含有十至十八个碳原子的直链二元酸
癸二酸简称DC10,又名正癸二酸、1,10-癸二酸、1,8-辛二 甲酸、皮脂酸,分子式HOOC(CH2)8COOH
十一碳二元酸简称DC11,又名十一烷二酸,分子式HOOC(CH2)9COOH
十二碳二元酸简称 DC12,又名月桂二酸、十二烷二酸,分子式 HOOC(CH) COOH 2 10
十三碳二元酸简称 DC13,又名巴西酸、十二烷二酸,分子式 HOOC(CH) COOH 2 11
十四碳二元酸简称 DC14,又名肉豆蔻酸、十二烷二酸,分子式 HOOC(CH2)12COOH
十五碳二元酸简称DC15,又名十五烷二酸,分子式HOOC(CH) COOH 2 13
十六碳二元酸简称 DC16,又名棕榈酸、十六烷二酸,分子式 HOOC(CH2)14COOH
十七碳二元酸简称DC17,又名十七烷二酸,分子式HOOC(CH2)15COOH
十八碳二元酸简称 DC18,又名硬脂酸、十八烷二酸,分子式 HOOC(CH2)16COOH
麝香T十三碳二酸乙二醇二酯,分子式是C15H26O4,具有麝香 样特殊香气的一种香料
二元胺含有二个氨基的氨基化合物
戊二胺1,5-戊二胺,分子式为C5H14N2
己二胺1,6-己二胺,分子式为C6H16N2
己二腈1,4-二氰基丁烷,分子式为C6H8N2
聚酰胺俗称尼龙(Nylon),英文名称 Polyamide,简称 PA, 它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物
  的总称
通用型聚酰胺使用量最大、用途最广发的两大聚酰胺品种,包括聚 酰胺66和聚酰胺6
高温聚酰胺高温聚酰胺(HTPA)是一种耐热聚酰胺,亦称半芳香 聚酰胺,可长期在150℃环境上使用的工程塑料。在 热、电、物理及耐化学性方面都有良好的表现。特别 是在高温下仍具有高钢性与高强度及极佳的尺寸精 度和稳定性,包括PA10T、PA12T等
长链聚酰胺使用长碳链二元酸或长碳链二元胺缩聚得到的聚酰 胺产品
缩聚型聚酰胺由二元胺与二元酸缩聚制得的聚酰胺,又称双单体聚 酰胺
内酰胺有机化合物中常见的一种环状结构,分子中所成的环 具有R1-CONH-R2的结构
聚内酰胺由内酰胺开环制得的聚酰胺
生物基聚酰胺最终原材料来源于生物质材料的聚酰胺
聚酰胺5X聚X二酰戊二胺,又称PA5X
聚酰胺56聚己二酰戊二胺,又称PA56
聚酰胺66聚己二酰己二胺,又称PA66
聚酰胺6聚己内酰胺,又称PA6
聚酰胺610聚癸二酰己二胺,又称PA610
聚酰胺612聚十二烷二酰己二胺,又称PA612
聚酰胺1010聚癸二酰癸二胺,又称PA1010
聚酰胺1012聚十二烷二酰癸二胺,又称PA1012
聚酰胺6T聚对苯二甲酰己二胺,又称PA6T
聚酰胺10T聚对苯二甲酰己二胺,又称PA6T
聚酰胺12T聚对苯二甲酰十二胺,又称PA12T
半芳香族聚酰胺是一类分子主链既含苯环又含脂肪链的聚酰胺材料 总称
聚酰胺弹性体由不同链长的高熔点结晶性聚酰胺硬段和非结晶性 聚酯或聚醚软段组成的聚合物
R R ○ ○ 泰纶 、TERRYL凯赛生物生物基聚酰胺产品面向纺织领域的产品品 牌,已注册商标
○R ECOPENT凯赛生物生物基聚酰胺产品面向工程材料推出的产 品品牌,已注册商标
E-1273、E-2260、E-3300、E-6300R ○ ECOPENT 的产品牌号

本报告书中所涉数据的尾数差异或不符系四舍五入所致。




第二节 公司简介和主要财务指标
一、公司基本情况

公司的中文名称上海凯赛生物技术股份有限公司
公司的中文简称凯赛生物
公司的外文名称Cathay Biotech Inc.
公司的外文名称缩写Cathay Biotech
公司的法定代表人XIUCAI LIU(刘修才)
公司注册地址中国(上海)自由贸易试验区蔡伦路1690号5幢4楼
公司注册地址的历史变更情况
公司办公地址中国(上海)自由贸易试验区蔡伦路1690号5幢4楼
公司办公地址的邮政编码201203
公司网址https://www.cathaybiotech.com/
电子信箱[email protected]

二、联系人和联系方式

 董事会秘书(信息披露境内代表)证券事务代表
姓名臧慧卿刘嘉雨
联系地址中国(上海)自由贸易试验区蔡伦路 1690号 5幢中国(上海)自由贸易试验区蔡 伦路 1690号 5幢
电话021-50801916021-50801916
传真021-50801386021-50801386
电子信箱[email protected] mcathaybiotech_info@cathaybiote ch.com

三、信息披露及备置地点

公司披露年度报告的媒体名称及网址《中国证券报》(www.cs.com.cn)、《上海证券报 》(www.cnstock.com)、《证券时报》(www.stcn.com )《证券日报》(www.zqrb.cn)
公司披露年度报告的证券交易所网址www.sse.com.cn
公司年度报告备置地点公司证券事务部

四、公司股票/存托凭证简况
(一) 公司股票简况
√适用 □不适用

公司股票简况    
股票种类股票上市交易所 及板块股票简称股票代码变更前股票简称
A股上海证券交易所 科创板凯赛生物688065不适用

(二) 公司存托凭证简况
□适用 √不适用

五、其他相关资料

公司聘请的会计师事务所(境 内)名称天健会计师事务所(特殊普通合伙)
 办公地址浙江省杭州市西溪路128号6楼
 签字会计师姓名叶涵、秦劲力
报告期内履行持续督导职责 的保荐机构名称中信证券股份有限公司
 办公地址北京市朝阳区亮马桥路48号中信证券大厦 21层
 签字的保荐代表 人姓名先卫国、黄艺彬
 持续督导的期间2020年8月12日至2023年12月31日

六、近三年主要会计数据和财务指标
(一) 主要会计数据
单位:元 币种:人民币

主要会计数据2021年2020年本期比上 年同期增 减(%)2019年
营业收入2,197,456,745.001,497,191,402.0446.771,916,199,460.67
归属于上市公司股 东的净利润607,892,085.94457,672,108.0232.82478,880,430.75
归属于上市公司股 东的扣除非经常性 损益的净利润574,408,290.59401,200,181.6943.17460,681,481.58
经营活动产生的现 金流量净额594,183,441.79514,964,265.7915.38359,618,052.95
 2021年末2020年末本期末比 上年同期 末增减( %)2019年末
归属于上市公司股 东的净资产10,665,095,835.3110,384,743,848.592.704,641,857,605.54
总资产16,198,325,031.7412,135,151,292.1333.485,981,776,496.32

(二) 主要财务指标

主要财务指标2021年2020年本期比上年同 期增减(%)2019年
基本每股收益(元/股)1.461.1823.731.32
稀释每股收益(元/股)1.461.1823.731.32
扣除非经常性损益后的基本每 股收益(元/股)1.381.0333.981.27
加权平均净资产收益率(%)5.76%6.90%减少1.14个 百分点13.13%
扣除非经常性损益后的加权平 均净资产收益率(%)5.44%6.05%减少0.61个 百分点12.63%
研发投入占营业收入的比例(%)6.08%5.63%增加0.45个 百分点4.71%

报告期末公司前三年主要会计数据和财务指标的说明
√适用 □不适用
1.本期公司营业收入 219,745.67万元同比增加 46.77%,主要原因系长链二元酸、聚酰胺等主营产品收入增长。

2. 本期公司归属于上市公司股东的净利润 60,789.21万元同比增加 32.82%,归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润 57,440.83万元同比增加 43.17%,主要系公司收入的增长以及利息收入的增加。

3. 本期末公司总资产1,619,832.50万元比期初增长33.48%,主要系公司净利润、存货和预付设备款的增加以及控股子公司收到少数股东的投资款。


七、境内外会计准则下会计数据差异
(一) 同时按照国际会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况
□适用 √不适用

(二) 同时按照境外会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况
□适用 √不适用

(三) 境内外会计准则差异的说明:
□适用 √不适用

八、2021年分季度主要财务数据
单位:元 币种:人民币

 第一季度 (1-3月份)第二季度 (4-6月份)第三季度 (7-9月份)第四季度 (10-12月份)
营业收入487,043,536.06527,236,540.55618,482,804.88564,693,863.51
归属于上市公司股 东的净利润141,294,416.58185,113,020.45163,579,471.31117,905,177.60
归属于上市公司股 东的扣除非经常性 损益后的净利润132,074,680.65174,215,470.21160,843,973.51107,274,166.22
经营活动产生的现 金流量净额113,389,269.68225,252,624.2094,818,001.48160,723,546.43

季度数据与已披露定期报告数据差异说明
□适用 √不适用

九、非经常性损益项目和金额
√适用 □不适用
单位:元 币种:人民币

非经常性损益项目2021年金额附注(如 适用)2020年金额2019年金额
非流动资产处置损益-56,626.82 -1,154,051.42-2,473,303.83
越权审批,或无正式批准文 件,或偶发性的税收返还、减 免    
计入当期损益的政府补助,但 与公司正常经营业务密切相 关,符合国家政策规定、按照 一定标准定额或定量持续享受 的政府补助除外23,394,809.35 36,145,125.8535,679,478.81
计入当期损益的对非金融企业 收取的资金占用费    
企业取得子公司、联营企业及 合营企业的投资成本小于取得 投资时应享有被投资单位可辨 认净资产公允价值产生的收益    
非货币性资产交换损益    
委托他人投资或管理资产的损 益   4,810,145.07
因不可抗力因素,如遭受自然 灾害而计提的各项资产减值准 备    
债务重组损益    
企业重组费用,如安置职工的 支出、整合费用等    
交易价格显失公允的交易产生 的超过公允价值部分的损益    
同一控制下企业合并产生的子 公司期初至合并日的当期净损 益    
与公司正常经营业务无关的或 有事项产生的损益    
除同公司正常经营业务相关的 有效套期保值业务外,持有交 易性金融资产、衍生金融资 产、交易性金融负债、衍生金 融负债产生的公允价值变动损 益,以及处置交易性金融资 产、衍生金融资产、交易性金 融负债、衍生金融负债和其他 债权投资取得的投资收益19,267,421.40 31,578,825.758,047,861.63
单独进行减值测试的应收款 项、合同资产减值准备转回    
对外委托贷款取得的损益    
采用公允价值模式进行后续计 量的投资性房地产公允价值变 动产生的损益    
根据税收、会计等法律、法规 的要求对当期损益进行一次性 调整对当期损益的影响    
受托经营取得的托管费收入    
除上述各项之外的其他营业外 收入和支出1,154,858.50 -290,559.26-30,715,970.90
其他符合非经常性损益定义的 损益项目2,113,466.16 -474,480.434,154,095.72
减:所得税影响额8,043,181.62 9,332,934.161,303,357.33
少数股东权益影响额(税后)4,346,951.62   
合计33,483,795.35 56,471,926.3318,198,949.17

将《公开发行证券的公司信息披露解释性公告第 1号——非经常性损益》中列举的非经常性损益项目界定为经常性损益项目的情况说明
□适用 √不适用

十、采用公允价值计量的项目
√适用 □不适用
单位:元 币种:人民币

项目名称期初余额期末余额当期变动对当期利润的 影响金额
交易性金融资 产1,330,326,500.59469,248.00- 1,329,857,252.5919,267,421.40
应收款项融资101,050,367.724,496,504.27-96,553,863.45 
合计1,431,376,868.314,965,752.27- 1,426,411,116.0419,267,421.40

十一、非企业会计准则业绩指标说
□适用 √不适用

第三节 管理层讨论与分析
一、经营情况讨论与分析
报告期内,公司围绕年初制定的发展目标,积极组织既有生产线的生产和乌苏在建项目的调试与投产,山西合成生物产业园项目稳步推进,不断加强新产品新应用的研发并取得一定成效。

报告期内,公司实现营业收入 219,745.67万元,比上年同期增长 46.77%,实现营业利润 73,884.81万元,比上年同期增长41.48%;归属于上市公司股东的净利润60,789.21万元,比上年同期增长32.82%。归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润57,440.83万元,同比增长43.17%。公司报告期内重点工作开展情况如下:
1、持续加强研发投入
公司继续在生物法长链二元酸、生物基戊二胺及生物基聚酰胺功能材料等领域所积累的生物制造技术基础上持续研发,不断改进菌种及纯化工艺,提高生产效率。具有高强、耐温、可回收和低成本综合优势的新型生物基聚酰胺已完成中试验证,有望进入“以塑代钢、以塑代塑”用于替代金属、替代热固型材料的大场景应用阶段。加大在生物基聚酰胺应用开发投入的同时,公司积极探索绿色、环保的可持续发展方向,为了解决生物制造原料的长期供应和生物废弃物的再利用,公司正在开展秸秆处理和应用于乳酸生产的中试实验,进展顺利。

目前公司已在太原成立合成生物研究院,并承担合成生物山西省重点实验室的建设工作,利用研发经验和研发资源与高校合作,为产业发展储备人才和技术。入职员工已经在上海研发中心进行培训,并参与部分研发课题;研发平台的设备订购、平台设计均已完成。公司拟构建研发-中试-工厂相结合的研发平台,高通量研发平台取得初步成效。

同时,公司凭借上海作为中国东部沿海地区经济最发达的核心地区的优势,拟构建新的研发基地,较大幅度增设研发设施和引进高端人才,积极进行科研交流,以更好地整合优化人才、技术、设备等各项资源,增强公司整体研发实力。

2、扩充产能、布局产业链
凯赛(乌苏)年产5万吨生物基戊二胺及年产10万吨生物基聚酰胺生产线已经于2021年上半年末如期投产,截止至本报告期末,生物基聚酰胺产品开发了300多家客户并开始形成销售。

公司与山西转型综合改革示范区管理委员会合作,共同在山西转型综合改革示范区投资打造“山西合成生物产业生态园区”。2021年1月,山西合成生物产业园年产4万吨生物法癸二酸和年产90万吨生物基聚酰胺项目开工奠基仪式举行,40000吨/年生物法癸二酸项目计划于2022年上半年投产试车,其他山西产业园项目正在设计、土建、设备采购过程中。

公司扩充产能的同时,实现产业链向下游延伸,提升公司整体竞争力。公司持续研发生物基长链聚酰胺、高温聚酰胺、聚酰胺弹性体、农业废弃物、可降解材料等项目,为进一步下游应用和业务扩展奠定基础。

3、携手客户、强化市场推广
公司进一步与下游客户深化合作,积极开拓产品下游潜在应用,持续发掘开拓市场空间,如DC18产品与国际知名医药企业合作,助力其研发生产新一代降糖药物;公司的生物基戊二胺在通过下游国际客户验证的基础上,继续拓展异氰酸酯、环氧固化剂等领域的应用;公司的生物基聚酰胺在新能源汽车、风电叶片及管材、板材、建筑材料、结构件等市场规模较大的应用场景和领域的拓展与应用。

4、重视人才培养、引进
公司持续重视引进行业高端人才,尤其具有国际视野的管理者、研发人才,为公司未来全面拓展储备优秀人才。同时公司注重加强内部培训,优化人才培养机制,完善人才梯队建设,为公司的可持续发展提供动力。


二、报告期内公司所从事的主要业务、经营模式、行业情况及研发情况说明 (一) 主要业务、主要产品或服务情况
公司是一家以合成生物学等学科为基础,利用生物制造技术,从事新型生物基材料的研发、生产及销售的高新技术企业,是全球领先的利用生物制造规模化生产新材料的企业之一。

公司主要产品包括:
-系列生物法长链二元酸(DC10-DC18),年产能7.5万吨,生产线位于凯赛金乡和乌苏技术,凯赛太原的癸二酸生产线正在建设中;2021年度公司长链二元酸销售额同比增长。随着长链尼龙等产品的进一步推广,长链二元酸的市场规模有望进一步扩大。

公司募投项目之一 40000吨/年生物法癸二酸建设项目在凯赛太原生产基地建设中,计划于2022年上半年开始投产试车。癸二酸可作为聚合单体用于生产长链尼龙、癸二酸的酯类等产品。

癸二酸的主要客户与公司长链二元酸(DC11-DC18)的客户部分重叠。公司生物法癸二酸样品已经过下游客户验证,在产品质量上与化学法产品相比具有明显优势。

-生物基戊二胺,年产能5万吨,生产线位于乌苏材料,已于2021年中期投产,随后产能将逐步提升。公司生产的生物基戊二胺主要用做生产生物基聚酰胺的原料,少量进行销售,主要销售领域为环氧固化剂、异氰酸酯等。

-系列生物基聚酰胺(泰纶、E-2260、E-1273、E-3300、E-6300等),凯赛金乡千吨级生产线已向客户提供产品,年产10万吨生产线位于乌苏材料,已于2021年中期投产,随后产能将逐步提升。

公司以自产的生物基戊二胺为核心原料,与一种或多种不同的二元酸聚合,生产系列生物基聚酰胺,产品种类包括PA56、PA510、PA5X等。

R

针对生物基聚酰胺的下游应用,公司注册了主要应用于纺织领域的商标“泰纶”和主要应用R

于工程材料领域的商标“ECOPENT”。已经开发和正在开发的产品应用领域包括:民用丝领域,例如运动服饰、内衣、袜类、与棉麻丝毛混纺的面料、箱包、地毯等;工业丝领域,例如轮胎帘子布、箱包、气囊丝、脱模布等;无纺布领域,例如面膜、卫生用品等;工程塑料领域,例如汽车部件、电子电器、扎带、隔热条等;玻纤增强复合材料和碳纤维增强复合材料用于轻量化领域,例如新能源汽车、风电叶片、管材、建筑材料;尼龙弹性体领域,例如面料、鞋材。

生物制造作为一种革命性的生产方式,以生物质为原材料或运用生物方法进行大规模物质加工与转化,为社会发展提供工业商品(如新材料产品),生产过程绿色、条件温和且具备经济性,作为解决人类对传统石化、化工产品的过度依赖,以及解决碳减排、碳中和问题的有效途径,未来发展空间非常广阔。


(二) 主要经营模式
1、采购模式
公司建立健全了供应商管理制度和管理流程。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。

公司生物法长链二元酸的原材料主要为烷烃、硫酸、烧碱和葡萄糖,生物基戊二胺的原材料目前主要为玉米,生物基聚酰胺的原材料主要为二元酸和自产的戊二胺。其中除了烷烃既有境内采购也有境外采购,其余主要原材料均是境内采购。

公司在供应商开发和管理、采购合同管理、原材料采购进度管理、原材料入库验收等环节都建立健全了相关工作制度和工作程序,保证了采购工作的规范性。同时为了保证生产的稳定进行,根据采购周期和生产周期,公司对主要原材料建立了安全库存制度。

2、生产模式
销售部门根据产品的历史销售情况以及对未来市场的预测,制定年度和季度销售计划。生产部门综合销售计划、产能情况等因素,制定生产和物料需求月度计划和周计划,负责生产计划的安排和实施,并对计划实施情况进行跟踪,确保按照订单评审交期出货。技术质量部根据生产部门下达的生产计划制定相应工艺标准和检验标准,并负责原辅料、半成品、产成品的检验工作。

此外,公司结合主要客户的需求预测、市场供需情况、自身生产能力和库存状况进行库存动态调整,以提高交货速度,充分发挥生产能力,提高设备利用率。

3、经营模式
公司销售主要为直销,有少量非终端贸易商客户。对于境内客户,公司通过境内生产基地直接销售,公司会委托第三方运输公司,将货物运送至客户指定地点,客户签收确认。对于境外客户,物流方式主要分两种:①对于交货期限相对宽松的订单,公司由境内直接发货至客户指定港口;②对于交货期限相对紧迫的订单,公司在美国和欧洲各租用了仓库,并保持了一定的库存规模,以快速满足客户需求,仓库由第三方物流商管理并承担存储期间的管理职责。

公司与小型客户的结算方式主要为“款到发货”,但对于少数合作时间长、自身信誉好、销售规模大且具有长期战略合作关系的大客户一般会给予30-90天的账期。

4、研发模式
研发和创新是公司业务发展的基础,公司产业化的几个产品都是基于公司自主研发的成果。

公司在合成生物学、细胞工程、生物化工、高分子材料与工程等学科领域均设有研发团队,跨越多学科的高通量研发平台是公司研发特色之一。公司将加强合成生物学全产业链高通量研发设施建设,选择有相对竞争力、前瞻性、社会意义和商业价值的项目进行系统性重点研发。

公司研发采取自主研发为主、合作研发为辅的研发模式。


(三) 所处行业情况
1. 行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛
(1)生物制造行业基本情况
A、生物制造行业简介
<1>行业发展背景
传统石化、化工生产活动对化石资源持续消耗,人类活动对于化石资源依赖问题与日俱增,同时环境污染、安全风险问题日益成为社会高度关注问题,在这样的大背景下,随着基因组学与系统生物学在20世纪90年代的兴起,合成生物学于21世纪初应运而生,科学家尝试在现代生物学与系统生物学的基础上引入工程学思想和策略,诞生了学科高度交叉的合成生物学,成为近年来发展最为迅猛的新兴前沿交叉学科之一。2020年诺贝尔化学奖颁给了两位对基因编辑技术有突出贡献的科学家。

由二氧化碳等温室气体排放引起的全球气候变化已经成为全人类需要面对的重大挑战之一。

实现碳中和是全球应对气候变化的最根本的举措。2020年9月22日,中国国家领导人在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。《“十四五”规划》及《2022年政府工作报告》中均提及“碳中和”、“碳达峰”目标,量化碳减排目标(“十四五”时期单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%),并细化各项工作。2021年2月发布的《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》提出“提升产业园区和产业集群循环化水平”、“鼓励绿色低碳技术研发”等发展方向。2021年 9月《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出“大力发展绿色低碳产业。加快发展新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等战略性新兴产业。建设绿色制造体系。”、“全面推广绿色低碳建材,推动建筑材料循环利用。”等要求;2021年10月《国务院2030年前碳达峰行动方案》指出“深入实施绿色制造工程,大力推行绿色设计,完善绿色制造体系,建设绿色工厂和绿色工业园区。”、“发挥科技创新的支撑引领作用,完善科技创新体制机制,强化创新能力,加快绿色低碳科技革命。”;《2022年政府工作报告》中提出“推进绿色低碳技术研发和推广应用,建设绿色制造和服务体系,推进钢铁、有色、石化、化工、建材等行业节能降碳,强化交通和建筑节能。”
传统石化产品通常由石油、天然气等化石能源提纯制造基本化工原料,并在此基础上进行化学合成。代表性的产品包括塑料、合成纤维、合成橡胶等,其全生产过程带来大量的碳排放。而生物基产品来源于玉米、秸秆等可再生的生物质原料,通过生物转化得到,可用于纺织材料、工程材料、生物燃料等,实现对石化基产品的替代。因而生物制造是通过植物的光合作用和工业微生物的“细胞工厂”间接地把空气中的CO转变成了生物基材料,用于人类的衣食住行用,实现碳2
的减排。

我国《“十三五”国家科技创新规划》《“十三五”生物技术创新专项规划》都将合成生物技术列为 “构建具有国际竞争力的现代产业技术体系”所需的“发展引领产业变革的颠覆性技术”之一。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(简称“十四五”规划)“构筑产业体系新支柱”一节中明确提出“加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业,做大做强生物经济”。合成生物学在过去二十年中表现出巨大发展潜力,其理论与技术体系正在不断完善中,理论上大多数现有的物质、材料都可以被生物合成,以葡萄糖为例,除戊二胺外,还包括己内酰胺、己二酸、琥珀酸、戊二酸等物质在理论上都可以被生物合成。虽然大多数物质、材料可以被生物合成,但是生物转化的效率以及从实验室合成到产业化放大过程中仍有大量需要解决的科学和技术问题。

全球资本市场越来越青睐生物制造领域。麦肯锡全球研究院(McKinsey Global Institute)发布的研究报告将合成生物学列入未来十二大颠覆性技术之一的“下一代基因组学”之中,预计到2025年,合成生物学与生物制造的经济影响将达到1,000亿美元。根据BCC Research市场研究报告预测显示,该领域2017-2022年的复合年增长率(CAGR)为26.0%。

B、生物基材料行业简介
生物基材料,是利用谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质为原料制造的新型材料和化学品,主要包括生物基化工原料、生物基塑料、生物基纤维、生物基橡胶等。生物基材料由于其绿色生产、环境友好、资源节约等特点,已成为快速成长的新兴产业。

(2)长链二元酸、二元胺及聚酰胺行业基本情况
A、长链二元酸行业概况
长链二元酸(LCDA)通常是指碳链上含有十个以上碳原子的脂肪族二元羧酸,不同数量碳原子的二元酸下游用途有一定区别:比如十碳的癸二酸主要用于生产聚酰胺 610、癸二胺、聚酰胺1010、增塑剂壬二酸二辛酯(DOZ)及润滑油、油剂,还可用于医药行业以及电容器电解液生产;十二碳的DC12(月桂二酸)可用于制备聚酰胺612、高级香料、高档润滑油、高档防锈剂、高级粉末涂料、热熔胶、合成纤维以及其他聚合物。此外,近年来,长链二元酸逐渐在合成医药中间体等方面显露出特殊作用和广阔用途。

长链二元酸传统上以化学法生产为主。在近年的市场竞争中,以英威达为代表的传统化学法长链二元酸(以DC12月桂二酸等为主)自2015年底开始逐步退出市场。以生物制造方法生产的长链二元酸系列产品由于经济性及绿色环保优势突出,逐步主导市场。公司为生物法长链二元酸的全球主导供应商。

此外,DC10(癸二酸)传统生产方式为蓖麻油水解裂解制取,全球约11万吨的市场规模。

公司正在建设4万吨生物法癸二酸生产线,建成后将竞争癸二酸市场。

B、二元胺行业概况
二元胺是含有二个胺基的胺基化合物,主要用于聚酰胺等产品生产原材料,己二胺是使用量最大的二元胺品种之一。

己二腈是生产己二胺的重要原料,2021年全球己二腈在产企业产能情况如下:
己二腈厂家产能(万吨/年)
英威达104.3
奥升德40
巴斯夫(含索尔维)26
华峰集团5
旭化成4.3
总计179.6
资料来源:中信建投证券
我国己二腈工业化生产尚处于起步阶段,所需己二腈仍然依赖进口,成本较高,制约了我国己二胺及聚酰胺66产业的发展,是我国双单体聚酰胺行业发展核心瓶颈难题。近年国内己二腈厂商相关项目建成后可能在一定程度上缓解中国地区己二腈供应紧张问题。

戊二胺比己二胺化学结构少一个CH,是重要的碳五平台化合物,可作为纺丝、工程材料、医2
药、农药、有机合成等领域的原料。公司乌苏工厂生物基戊二胺项目年产能5万吨/年,已于2021年上半年末投产,产能将逐步提升;此外,公司在太原生产基地规划建设50万吨/年产能的生产线。建成后有望解决己二腈长期原材料供应不足这一国内双单体聚酰胺行业发展核心瓶颈难题。

C、聚酰胺行业概况
目前聚酰胺产品中仍以石油基聚酰胺为主,主要品种包括聚酰胺6(尼龙6)、聚酰胺66(尼龙66)和特种聚酰胺,其中聚酰胺6和聚酰胺66合计占比接近90%。我国聚酰胺产业近些年来已取得长足进步,但仍然存在着一些问题,如发展方式没有根本转变,共性技术研究缺位,原创性研究薄弱,缺少核心技术和自主知识产权,部分关键原材料依赖进口,在开发周期、性能、可靠性等方面与国外同类产品差距较大,产品结构不尽合理,高端聚酰胺仍主要依赖进口等。生物基聚酰胺已经产业化,不同种类的生物基聚酰胺在纺丝和工程材料领域均开始应用推广。
聚酰胺66在汽车、服装、机械工业、电子电器等领域均有广泛应用,其中以工程塑料和工业丝的应用为主。根据能源与环保期刊等披露数据显示,近 10年,全球聚酰胺消费量以年均 7.5%左右的速度递增。受制于对己二腈等原料的进口依赖,聚酰胺66的生产能力并不充足,且缺乏对关键原料的议价能力。2020年以来,数个公司宣布新建己二腈装置,规划建设产能达到100万吨/年,建成后可能在一定程度上缓解中国地区己二腈供应紧张问题。

聚酰胺6(我国俗称尼龙6)材料是由己内酰胺通过开环聚合或阴离子聚合制备合成,是当前国内外产量最大,应用范围最广的一种聚酰胺材料。近年来,我国聚酰胺6纤维行业持续快速发展,常规产品产能、产量已居世界前列,但产能结构性过剩,行业盈利能力下降;行业自主创新能力较弱,高附加值、高技术含量产品比重低,不能很好适应功能性、绿色化、差异化、个性化消费升级需求。

特种聚酰胺产品包含长链聚酰胺、高温聚酰胺等产品,目前市场上的长链聚酰胺主要包括聚酰胺612、聚酰胺1010、聚酰胺1012等,高温聚酰胺主要包括聚酰胺6T、聚酰胺10T等。长链聚酰胺主要用在汽车零件、深海石油管道、粉末涂料等应用领域。高温聚酰胺主要用作汽车、机械、电子/电气工业中耐热制件的理想工程塑料。随着汽车轻量化技术不断革新及深海石油开采需求逐年增加,特种聚酰胺市场将不断扩展。据Grand View Research统计,2018年全球特种聚酰胺市场规模为23.6亿美元,据Polaris Market Research预测,到2026年全球特种聚酰胺市场规模将达到36.0亿美元,2018年至2026年的年复合增长率为5.3%。国际市场上,该类市场主要被国外企业主导,包括杜邦、阿科玛和赢创等。其中,杜邦开发的长链聚酰胺系列产品具有优异的刚度和韧性平衡、良好的电气和阻燃性、耐磨性和耐化学性,以聚酰胺612为例,其具有优异的柔韧性、耐应力开裂性,并因其具备耐燃料、耐水/乙二醇冷却剂以及对其他化学制品的耐受性等优异性能,广泛应用于汽车燃料和冷却系统。

随着公司生物基戊二胺产业化技术的突破,通过生物基戊二胺与各种二元酸或二元酸的组合物缩聚,可生产系列生物基聚酰胺产品,包括PA56、PA510、PA5X等。公司千吨级生物基聚酰胺生产线已经开始销售产品,年产10万吨生物基聚酰胺生产线已于2021年中期投产,随后产能将逐步提升。随着生物基聚酰胺的开发进展,其产品性能和应用潜力逐渐为市场所接受和认可。作为一种新型生物基材料,生物基聚酰胺的应用推广也将对改善我国关键材料对外进口依赖有着积极作用。生物基戊二胺和生物基聚酰胺产业化技术于2015年被工信部列为产业关键共性技术;连续两年,国家工信部将生物基聚酰胺56列为重点新材料首批次应用示范指导目录(2018/2019)、(2019/2020)。

生物基聚酰胺作为一种新型聚酰胺材料,进入市场时间较短,客户对于材料的性能深入理解和熟练使用需要过程,针对生物基聚酰胺的应用标准也需要逐步完善。

以戊二胺为基础的生物基聚酰胺突破性地引入奇数碳二元胺,分子结构的改变相应带来产品使用性能和加工性能的改变,已经显示出在民用丝、工业丝、改性工程材料、复合材料等领域的R R
○ ○
应用潜力。公司泰纶 系列产品主要应用关于纺丝领域,ECOPENT 系列包括从200℃到310℃熔点范围的多种产品,可应用于汽车、电子电器、高强复合材料、管材等领域。

(3)进入本行业的主要壁垒
A、技术壁垒
长链二元酸、戊二胺等物质早在20余年前已在实验室中实现了生物转化,但在规模化生产过程中由于技术瓶颈的存在,导致产出率低、成本高、产品质量不达标等问题,从而无法实现产业化。因此,对于潜在进入者来说,如何突破生物制造的技术瓶颈,降低成本、提升质量是实现产业化最大的壁垒。

B、研发团队壁垒
生物制造与传统的化工制造不同,作为集生物学、化学、工程学等多领域知识的“会聚”领域,从业企业需要在合成生物学、细胞工程、生物化工、高分子材料与工程等学科领域均设有经验丰富的研发和技术团队,通过各学科之间的跨领域协同,系统地综合考虑提升质量和优化成本解决方案,并需要积累行之有效微生物的筛选评价体系,提升研发效率,因此,若没有成熟的复合型团队,就无法具备产品开发、迭代更新能力,也无法具备产品应用的拓展能力。

C、资金壁垒
生物法制造长链二元酸、生物基戊二胺、生物基聚酰胺等产品的技术开发和产业化往往需要大量的时间,且失败率极高,投资规模大。即使掌握初代技术后,产品的后续研发、技术迭代更新等方面仍需要大量研发资金投入。因此,本行业的新进入企业必须具备较强的资金实力。


2. 公司所处的行业地位分析及其变化情况
公司是目前全球具有代表性的以合成生物学为基础的平台型生物制造公司。已产业化的和储备产品中:
长链二元酸方面,DC11-DC18产品继续主导全球市场。2021年新冠疫情带来的负面影响减弱,公司长链二元酸收入增长;公司布局新的长链二元酸产品种类,生物法癸二酸DC10将于2022年上半年开始投产试车;随着公司生物基戊二胺的规模化生产,长链二元酸在长链尼龙等领域的用量将有望增加。

戊二胺方面,公司生物基戊二胺技术不断实现突破,乌苏工厂的大规模产线已于 2021年上半年末开始投产,之后产能将逐渐提升。公司生产戊二胺主要用于自身聚酰胺系列产品的生产,少量提供给环氧固化剂、异氰酸酯等领域的下游客户。

生物基聚酰胺方面,公司基于自产的生物基戊二胺与各种二元酸的缩聚可得到系列生物基聚酰胺产品。随着生物基戊二胺的投产,公司生物基聚酰胺的生产接续进行并逐步提高产能,逐步满足下游工程塑料、工业丝、民用丝等客户的需求。公司生物基聚酰胺产品以原料可再生、产品可回收、成本可竞争的优势和轻量化的特点,将在新的拓展领域,例如与碳纤维或玻纤增强复合材料用于汽车、风能发电、交通运输等领域具有更大的应用潜力。

综上,公司在生物法长链二元酸、生物基戊二胺和生物基聚酰胺行业竞争中的优势地位较为突出。虽然目前公司在相关领域占据主导性地位,但由于生物制造具备较广阔的市场空间,不能排除其他企业或科研机构获得重大技术突破,进入该细分领域,从而与公司直接竞争的可能。同时,亦存在部分竞争对手利用不正当方式窃取公司技术秘密,意图生产类似产品,可能与公司存在竞争。此外,传统化工法相关产能的扩张亦可能对公司行业地位产生影响。

为应对潜在市场竞争,公司将继续通过对内深挖潜力、对外适时适度的探寻行业整合机会等措施进一步提升竞争实力,巩固和提升行业市场占有率。


3. 报告期内新技术、新产业、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势 传统的经济发展主要依靠的是化石原料,但是随着时代的发展,不可再生资源储量逐步减少,环境压力逐步加大,传统的经济发展模式已经不适合时代发展的要求。未来包括中国在内的主要经济体将以生态化、绿色化以及资源可回收利用为发展原则,实现绿色、低碳、可持续的发展目标。

近年来全球范围内合成生物学学科迅猛发展。2020年,诺贝尔化学奖颁给了两位对基因编辑技术有突出贡献的科学家,基因编辑等前沿的合成生物学技术为生物制造的快速发展提供了有力的技术支撑,我国在此领域人才储备不断扩大,在整体发展水平上保持了与国际同步水平;在生物法长链二元酸、生物基戊二胺等产品的生物制造技术上实现世界领先;在新合成途径设计、基因编辑这些最前沿、决定未来产业布局的研究方向上,总体保持了与国际并行。

合成生物学现有的发展多是基于自然界中已有生物合成途径实现生物制造。然而,部分物质并无现成的天然生物合成途径,这为今后生物制造产业的发展带来很大的挑战,但这也正是合成生物学真正展现其颠覆性价值之处,包括该等产品在内的高附加值、高性能产品将成为生物制造未来主攻方向。目前,能从零创建物质的全新生物合成途径报道较少,有诸多因素,比如瓶颈之一为微生物设计能力。此外,生物制造虽然对解决可持续发展等问题有积极作用,但所涉及学科众多,技术要求跨越生物、化学、工程等多个领域,如何实现学科交叉利用,有效降低生产成本,是生物制造未来发展的重要挑战。

2020年,各国对碳排放提出新的要求,我国也提出中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施在2060年前努力实现碳中和。2021年2月发布的《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》提出“提升产业园区和产业集群循环化水平”、“鼓励绿色低碳技术研发”等发展方向。在此背景下,合成生物材料迎来了迅猛发展的契机。

合成生物学和生物制造可以在生物基材料替代石化材料、生物能源替代化石能源、轻量化节能等多个方面为碳中和提供解决方案。在碳中和的产业背景下,合成生物技术有望提供一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新材料新能源产业化道路。



(四) 核心技术与研发进展
1. 核心技术及其先进性以及报告期内的变化情况
公司拥有以下四大核心技术,表格内加粗内容是报告期内新突破的核心技术关键指标或具体表征:
序 号技术名称主要创新点 或先进性技术 来源是否取得 专利或其 他技术保 护措施对应 工艺体现核心技术先进性的关键指标或具体表征
1利用合成生物学 手段,开发微生 物代谢途径和构 建高效工程菌现代基因工 程编辑手段 (如 CRISPR/Ca s9等)用 于工业微生 物代谢途径 改造自主 研发以商业秘 密形式保 护,同时 已申请系 列专利基因 工程? 公司目前合成生物学和菌种高通量筛选平台的菌种筛选能力已达数十万株/年量级,筛选效率相较传统 方法提升明显 ? 公司创新性地研发出高通量筛选微量孔版,筛选结果与常规的摇瓶和小型发酵罐结果具有高度关联性 (与摇瓶的相关系数>0.9),平均每年都会有若干个新筛选的高效菌株用于生产 ? 公司近三年新筛选的菌株主要应用于生物法长链二元酸和生物基戊二胺的生产,不同特点的菌株针对 性地对应解决不同的生产问题,部分新菌种达到行业内开创性水平。例如: ? 筛选出并不断改进生物法长链二元酸系列产品的菌种,提高发酵转化率、产酸水平和节能减耗水平。 如针对 C10烷烃对菌种抑制问题,开发了具备商业化竞争力的 DC10菌种(公司发酵罐容积数倍于 1 公开水平的基础上,产酸和转化率远超公开水平);针对超长链二元酸(DC16以上)代谢过程产 生杂酸影响聚合质量问题,公司利用高通量筛选模型,专门开发了低杂酸含量的菌株,满足了客户 用于制造具备接近聚酰胺 11或聚酰胺 12的特种长链聚酰胺的单体需要 ? 通过特异性的代谢通路优化和遗传改造,解决目标产物生物合成过程中还原力不足等问题,使单位细 胞产能提高 10%以上,且显著提高了目标产物转化率 ? 从转运蛋白角度,精细调控竞争途径通路强度,在不影响细胞生长和能量供应情况下有效增强碳向目 标产物的流量,提高目标产物转化率 ? 构建动态调控元件,精细化调控“一步法”菌株中酶的表达时间和强度,有效解决戊二胺毒性问题, 并提升了戊二胺转化率 针对“一步法”直接从糖转化为戊二胺存在的戊二胺细胞抑制问题,公司利用该核心技术开发出的菌株, 提高了细胞对戊二胺的耐受性,并通过改造关键酶的蛋白结构,使其在高 pH具有稳定性,在戊二胺发酵 和提取过程中减少无机酸/无机碱的用量,不但降低成本,也减少了因此而产生的无机盐对污水处理的负担


序 号技术名称主要创新点 或先进性技术 来源是否取得 专利或其 他技术保 护措施对应 工艺体现核心技术先进性的关键指标或具体表征
2微生物代谢调控 和微生物高效转 化技术利用在线传 感器技术采 集生物代谢 过程各种生 理参数,进 行大数据分 析,实施智 能化控制过 程自主 研发在专利方 式申请保 护的同 时,对其 中最为核 心、最难 得知的某 些工艺参 数以商业 秘密方式 保护生物 工程? 长链二元酸发酵过程是一个“气液固油”四相共存的复杂体系,菌体在这个体系中的生长和代谢随着发 酵反应过程会发生相应的变化,反应器的放大设计和控制成为产业化重点挑战之一,公司在结合菌体 生理与生物反应器流场特性的多尺度参数研究的基础上,把长链二元酸的发酵反应从摇瓶逐步放大到 200m3、600m3、800m3的发酵罐。单个发酵体积的增大直接影响到生产效率、生产成本和产品质量稳 定性。公司利用该核心技术,实现在扩大反应器同时仍保持了高转化率,而根据公司的了解,目前窃取 公司商业秘密的山东瀚霖发酵罐达到了上百立方米级,其余均远未达到这一级别。公司长链二元酸发 酵罐设计和过程控制能力处于行业领先水平 ? 公司开发的连续发酵工艺,在二元酸产品尤其是在十二碳二元酸发酵上,使得发酵效率在传统分批发 酵工艺的基础上提高了 20%,从而降低了生产成本,提高了发酵产能 ? 公司结合长链二元酸菌种改造和发酵控制技术,成功地将原料转化过程中产生的微量杂酸等难以纯化 的杂质控制在较低水平,以便通过纯化可以降到 ppm级别的水平 ? 开发农业废弃物综合利用的微生物高效转化技术,并完成中试放大的初步验证,产品原料单耗低 公司改造了赖氨酸脱羧酶,使其在高 pH环境下具有稳定性,赖氨酸脱羧酶在 PH~8.0时的活性相对中性 2 PH的维持率超过 95%,公开市场报道为 50-60%,从而简化戊二胺生产工艺并降低了无机酸、碱消耗
3生物转化/发酵体 系的分离纯化技 术针对性地高 效实现生物 制造去杂质 过程自主 研发以专利形 式进行保 护,例 如: ZL201310 374635.3 、 US143767 84等,并 辅以商业 秘密保护生物 化工? 公司的长链二元酸分离纯化技术可高效、低成本地将产品中的关键杂质控制在极低水平(ppm级) ? 公司开发的膜过滤技术,起到一步实现“破乳、去菌体、去残留烷烃”的作用,从本质上解决了生物法 长链二元酸从发酵液提取的成本和质量两个瓶颈,成为生物法长链二元酸产业化技术突破的里程碑 ? 公司开发的溶剂结晶工艺,系统地解决了长链二元酸微量杂质和残留溶剂去除、设备材质选型、溶剂回 收等一系列关键技术问题,开发了一个低成本、高质量的产品精制工艺,使生物法长链二元酸不仅在成 本上而且在质量上都可以与化学法工艺竞争。通过系统的研发,公司既拥有一步膜过滤提取工艺使长 链二元酸收率接近 99%,又有溶剂结晶等进一步产品精制技术,同时还有分子蒸馏、色谱分离、从发 酵液一步结晶等多种提取纯化方法,这些方法可相互取代或组合使用 ? 针对长链二元酸制备过程中的废弃物(重组分)进行提取纯化工艺的研究,通过不同分离单元操作的工 艺结合,得到相对高质量长链二元酸产品,并可用于混合二元酸应用领域
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