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維生素行業深度報告:13個主要維生素品種生產工藝與市場格局解析

   日期:2021-01-12     來源:山西證券    瀏覽:882    評論:0    
核心提示:我們對各種類維生素及其中間體的行業壁壘進行了統計。13中常見維生素中,維生素A、維生素B7(生物素)、維生素D3及維生素E的中間體合成技術壁壘高,生產企業少,中間體的供應情況可能在較大程度上影響維生素的生產;維生素A、維生素B1及生物素本身的合成技術壁壘高,市場難有新進入者。此外,維生素B1、維生素B5(泛酸)及維生素B9(葉酸)合成工藝的環保壁壘高,若無高昂的環保投入,難以進入該行業。
  
 1、維生素行業分析框架

  1.1維生素概念及分類

 

  維生素是人和動物為維持正常的生理功能而必須從食物中獲得的一類微量有機物質,在人體生長、代謝、發育過程中發揮著重要的作用。這類物質在體內既不能是構成身體組織的原料,也不是能量的來源,而是一類調節物質,在物質代謝中起重要作用。

  維生素的化學結構和生理功能是各不相同的,現在被列為維生素的物質有30多種,其中已知與生物體健康有關的有20多種,常見的有以下13種。從化學結構上看,各類維生素之間差異很大甚至毫無關聯,因此維生素通常根據物理性質分類,可分為脂溶性維生素(如維生素A、D、E、K等)和水溶性維生素(如維生素C、維生素B1、B2、B6、B12、泛酸、PP、生物素、葉酸、膽堿等)兩大類,水溶性維生素易溶于水而不易溶有機溶劑,吸收后體內儲存很少,過量的多從尿中排除;脂溶性維生素易溶于有機溶劑而不易溶于水,可隨脂肪為人體吸收并在體內儲積,排泄率不高。

  從獲取方式上看,維生素可分為天然制品和化學合成品。由于天然維生素受原料和提取技術的限制,產量低、價格高,因此化學合成居主導地位,占維生素總產量的80%左右。維生素行業各細分品種中,維生素B族、維生素E、維生素C和維生素A市場份額最大,分別為33%、30%、21%和13%,其他維生素市場份額較小,總占比僅3%。

  1.2維生素行業供給格局特點:多呈寡頭壟斷格局,中國為主要生產地

  維生素的工業化生產始于1934年的瑞士羅氏。瑞士羅氏曾經是全球最大的維生素生產廠家,一度占有40%的世界維生素市場。上個世紀90年代,瑞士羅氏、德國巴斯夫等維生素國際巨頭結成“維生素卡特爾聯盟”,逐漸壟斷了國際市場,賺取了豐厚的利潤,而后1999年“維生素卡特爾聯盟”終結。進入21世紀,國際維生素巨頭間并購整合不斷,同時,鑒于世界主要發達國家環保持續嚴格監管、打擊壟斷價格操縱等原因,部分生產企業退出或關停相關維生素生產。維生素行業經過這一系列的整合調整,形成了中國企業、巴斯夫和帝斯曼三足鼎立的格局。

  維生素行業進入壁壘較高。第一是技術壁壘,維生素生產涉及復雜的工藝,其工藝原由國際上維生素巨頭所壟斷,未掌握技術的企業難以完全復制現有維生素生產企業的生產線和工藝參數,同時難以獲得制備維生素的關鍵中間體;第二是資金壁壘,維生素行業是典型的資金密集行業,沒有雄厚的資本實力的企業,無法進入維生素行業,即使進入也無法形成有效的規模效應;第三是退出成本壁壘,維生素合成路線較長,且設備多屬專用,退出成本很高;第四是品牌壁壘,為保證產品質量,各制造行業企業一般會選擇維生素行業中的優秀品牌產品,并與維生素行業中優勢制造商建立長期、穩定的合作關系。因此,非本行業企業通常較難以進入維生素行業,各品種基本呈現寡頭壟斷格局,且行業集中度較高。

  我們對各種類維生素及其中間體的行業壁壘進行了統計。13中常見維生素中,維生素A、維生素B7(生物素)、維生素D3及維生素E的中間體合成技術壁壘高,生產企業少,中間體的供應情況可能在較大程度上影響維生素的生產;維生素A、維生素B1及生物素本身的合成技術壁壘高,市場難有新進入者。此外,維生素B1、維生素B5(泛酸)及維生素B9(葉酸)合成工藝的環保壁壘高,若無高昂的環保投入,難以進入該行業。

  由下表可見,13種常見維生素中,多數細分種類的市場集中度較高,其中維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B7及維生素B9的CR3達到了70%以上,已形成典型的寡頭壟斷格局;而維生素C由于技術壁壘較低,行業產能過剩嚴重,雖也呈現5家廠商掌握主要產能的格局,但行業中小產能過多,產能過剩嚴重,行業集中度偏低,CR3僅43%。

  我國維生素工業起源于上世紀50年代末,當時主要以生產醫藥用原料為目的;進入70年代,我國已能自行生產若干種B族維生素,并研究成功了維生素C兩步法生產工藝;80年代,我國已基本形成除生物素意外的各種維生素生產體系,但中間體仍依賴進口,產量和規模遠不能滿足市場需求;90年代以后,我國維生素和中間體產業均取得了突破性進展。目前我國已成為全球屈指可數的能夠生產迄今發現的所有維生素品種的極少數國家之一,同時也是全球最大的維生素出口國之一,生產工藝及產品質量全球領先。

  據博亞和訊統計,2010年至今,中國維生素總產量逐步上升,到2019年達到34.9萬噸,同比增長4.4%,占全球產量的77%,維生素整體價格從高位回落,市場價值縮水至36.7億美元。作為全球第一大維生素生產國,中國生產的維生素主要用作出口,2019年中國維生素出口量為26.9萬噸,同比增長6.7%,占同年國內產量的77%,出口增速快于產量增速,主要源于2019年非洲豬瘟疫情造成的國內需求下降,出口拉動市場;2019年中國維生素出口金額28.3億元,同比下降16.3%。

  根據我們統計,維生素各主要細分種類2018年開工率如下圖所示,13個品種維生素的平均開工率約70%。由于2016-2018年維生素整體景氣度高,企業盈利情況好,市場上此前投建的新產能、原有閑置產能或擴建產能在2019年逐步釋放,如下表所示,除幾家大廠商的新建/置換產能外,還有行業新進入者的新建產能將可能對市場格局造成沖擊,但即使新建產能能夠順利投產,大部分新工廠在原材料、工藝、成本、營銷等方面與原有企業存在差距,市場競爭力不強,仍以低水平重復建設為主,在市場低迷時期將成為“睡眠產能”,維生素行業的寡頭壟斷格局仍然成立。

  1.3維生素行業需求特點:下游以飼料為主,需求具備剛性特征

  維生素上游原料主要是石油化工原料及玉米、大豆等農作物,將上游原料加工為特定的中間體后,再將其生產為維生素。維生素行業相較上游原料石油化工行業及玉米、大豆等供應商來說規模較小,議價能力相對較弱。

  據公開資料顯示,維生素下游主要有飼料、醫藥化妝品及食品飲料三個應用方向,其中飼料行業需求占比最大,達到48%,醫藥化妝品及食品飲料行業需求占比分別為30%和22%。分品種看,多數細分品種下游應用中飼料占比大于50%,其中維生素D3、維生素A及維生素B7飼料應用占比最大,超過80%,而維生素C用于飼料的占比非常小,主要應用于食品飲料行業。

  雖然飼料為維生素行業最重要的下游需求,但是維生素在動物配方飼料中的添加量卻非常少。下表為荷蘭帝斯曼對家禽飼料的維生素配方,可見每千克飼料中的單種類維生素添加量通常僅為毫克級別。

  據中國產業信息網統計,由于維生素在飼料中的添加量很少,其成本占比僅為2%,因此飼料行業對維生素價格敏感度較低,維生素產品擁有很高的價格彈性。由下表可見,維生素各主要細分品種2010年至今均有過超過100%的價格漲幅,維生素A、維生素B5和維生素B9的最大漲幅甚至超過1000%。維生素的漲價原因通常來源于供應端,而供應端除不可抗力影響外,最常見的影響因素為環保因素。

  飼料行業中市場份額最大的是豬飼料,2018年豬飼料產量占比為43%,因此豬飼料是維生素最重要的下游消費領域之一。1995年-2019年,全球飼料總產量同比增速基本維持在1%-4%范圍,近5年平均增速為2.84%,整體較為穩定。動物飼料為全球維生素行業最為主要的下游應用,飼料行業穩定增長使得維生素行業需求具有一定的剛性。

  在全球飼料產量穩定持續上升的情況下,2019年亞太地區飼料產量較2018年下降5.5%,主要是受非洲豬瘟影響,亞太地區豬料主產國中國和越南跌幅最大,分別為35%和21%。

  據公開資料顯示,2020年3月以來,全國共報告13起非洲豬瘟疫情,其中12起涉及家豬、1起涉及野豬,12起疫情一共撲殺1313頭家豬,去年同期發生24起非洲豬瘟疫情,撲殺24.02萬頭生豬,2020年疫情影響面明顯弱于2019年。

  此外,針對目前國內生豬養殖行業面臨的困境,國家從政策層面入手提供了諸多支持。2019年7月3日,國務院辦公室發布“關于加強非洲豬瘟防控工作的意見”,提出深入推進生豬標準化規模養殖,逐步降低散養比例;加大對生豬生產發展的政策支持力度;加快生豬產業轉型升級。2019年8月21日,國務院總理李克強主持召開國務院常務會議,確定穩定生豬生產和豬肉保供穩價措施。會議強調,地方要立即取消超出法律法規的生豬禁養、限養規定,發展規模養殖,支持農戶養豬。2020年2月5日,新華社發布“中共中央國務院關于抓好”三農“領域重點工作確保如期實現全面小康的意見(2020年1月2日)”,該文件指出確保2020年年底前生豬產能基本恢復到接近正常年份水平。

  綜上,2020年國內非洲豬瘟疫情影響面可能明顯弱于2019年,且政策大力扶持生豬養殖行業脫困,國內豬飼料需求有望回暖,進而拉動飼用維生素需求。

  1.4維生素行業運行特點:周期性強,寡頭形成“價格同盟”

  維生素行業屬于周期性行業,行業寡頭壟斷生產格局下,供應方對市場有極大的話語權,主要生產企業形成定價默契,尤其是市場低迷時行業內“價格同盟”強勢有效。

  在行業格局及盈利情況穩定時,行業寡頭之間互不侵犯,市場難有新進入者;一旦偶發企業生產事故或運動式環保檢查導致行業產能被動明顯收縮,相關產品價格暴漲,寡頭穩步提價,市場開始出現新進入者,但由于新進入者在原材料、成本、工藝等方面并不具備優勢,其公布新建產能所帶來的預期效應通常大于實際產能投放時對原有市場產生的沖擊;當停產產能恢復生產,相關產品價格將回落,或者當新增產能投放時,相關產品“價格戰”開啟,價格下降,直到形成新的競爭格局,產品價格才繼續穩定運行。

  1.5新冠肺炎疫情對全球維生素行業的影響(略)

  2。維生素A行業

  維生素A是一種脂溶性維生素,又稱視黃醇或抗干眼病因子,是構成視覺細胞中感受弱光的視紫紅質的組成成分,其化學式為C20H30O。維生素A具有維持正常視覺功能,其是維持骨骼正常生長發育、促進生長與生殖必不可少的重要化合物。

  2.1檸檬醛為維生素A重要中間體,全球僅3家供應商

  維生素A產業鏈中,維生素A本身處于中游環節,其上游產品為以檸檬醛為原料制成的β-紫羅蘭酮,下游為飼料、醫藥、食品等產業。

  檸檬醛是生產維生素A的關鍵原料,其分子式為C10H16O,可從精油中分出,也可從工業香葉醇(及橙花醇)用銅催化劑減壓氣相脫氫得到,或可從脫氫芳樟醇在釩催化劑作用下合成。目前全球僅有德國巴斯夫、中國新和成和日本可樂麗三家企業能夠生產檸檬醛,總產能為5.3萬噸/年,巴斯夫為最主要的生產商,占全球70%以上的市場份額。

  未來全球檸檬醛擴產主要集中于巴斯夫和萬華化學,預計建設產能分別為10,000噸和40,000噸,投產時間暫時未知。

  需求方面,檸檬醛的主要下游為維生素A、薄荷醇、維生素E、紫羅蘭酮系香料、檸檬香精等。2018年,檸檬醛全球消費量約為4萬噸,國內消費量約為1.2萬噸。

  雖然維生素A可以從動物組織中提取,但資源分散、步驟繁雜、成本高,目前維生素A主要依靠化學合成。目前工業化生產維生素A的工藝主要有兩種:Roche(C14+C6)合成工藝和BASF(C15+C5)合成工藝。

  Roche(C14+C6)工藝技術成熟、收率穩定、各反應中間體的立體構型比較清晰、不必使用很特殊的原料,但其缺陷是原輔材料數量多達40種,反應步驟多導致整體收率較低,同時需要使用HCL氣體,容易造成設備腐蝕。該工藝是目前維生素A的主要合成方法,代表企業有帝斯曼、新和成及金達威。

  BASF(C15+C5)工藝反應步驟少、工藝路線短因此收率較高,但其核心技術難點Witting乙炔化反應條件嚴苛,且該工藝中用到的三苯基膦價格較高,若再生使用還需用到劇毒的光氣,這對工藝和設備提出嚴苛的要求,該工藝的代表企業為巴斯夫、浙江醫藥安迪蘇。

  2.2技術壁壘高,供應端格局穩定

  由于維生素A合成工藝復雜,技術壁壘高,中小企業難以進入,全球產能基本集中在新和成、帝斯曼、巴斯夫、浙江醫藥、安迪蘇和金達威6家供應商手中,呈現寡頭壟斷格局,行業CR4高達78%。供需方面,2018年全球維生素A總產能約為3.7萬噸,需求約2.7萬噸,需求/產能比約為73%,處于相對緊平衡狀態。

  目前全球有維生素A擴產計劃的有兩家廠商,分別為巴斯夫和金達威,巴斯夫1500噸產能(280萬IU/g)預計2020年投產,折合維生素A(50萬IU/g)8400噸,金達威800噸產能(250萬IU/g)預計2021年投產,折合維生素A(50萬IU/g)4000噸,屆時全球維生素A(50萬IU/g)產能將達到近5萬噸/年。

  2.3國內銷售以內需為主,疫情影響下價格可能繼續升高

  維生素A下游主要用于飼料,占比超過80%,飼料需求中最主要的為豬飼料,占維生素A飼料消耗中的40%,其次為肉禽料和蛋禽料,分別占30%和15%。

  據中國產業信息網統計,2018年全球維生素A需求量約2.7萬噸,較2017年增長約5%,需求/產能比約為73%。我們假設2019年-2021年維生素A需求量仍以5%的增速增長,則到2021年全球需求量約能達到3.1萬噸,屆時需求/產能比降至63%。

  由下圖可見,2013年至今國內維生素A行業始終處于凈出口狀態,國內產量能夠滿足國內需求。截至2018年,國內維生素A產能為1.85萬噸,同年凈出口量則約為0.3萬噸,約占國內產能的16%,說明國內維生素A銷售以內需為主。

  下圖為近5年來國產維生素A(50萬IU/g)的價格走勢,維生素A價格在該時間段內發生過若干次較大的波動。

  維生素B屬于水溶性維生素,人體無法自行制造合成,必須額外補充。維生素B包括維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、煙酸、泛酸、葉酸、生物素等,可以幫助維持心臟、神經系統功能,維持消化系統及皮膚的健康,參與能量代謝,能增強體力、滋補強身。

  3.1維生素B1:供給端相對穩定,疫情對開工影響逐漸減弱

  維生素B1又稱硫胺素或抗神經炎素,是最早被人們提純的水溶性維生素,由真菌、微生物和植物合成,動物和人類則只能從食物中獲取,具有維持正常糖代謝的作用。缺乏維生素B1將導致腳氣病及神經炎。

  維生素B1由嘧啶環和噻唑環通過亞甲基結合而成,合成路線可以分為兩大類:匯聚式和直線式。匯聚式路線由于其中間過程收率較低,工業化生產路線受到限制,因此工業上主要采用的是直線式路線。

  維生素B1屬于小品種,全球總產能約為1萬噸/年,主要供應商為天新藥業、華中藥業、兄弟科技、新發藥業和帝斯曼,CR4達到93%,行業集中度高,呈寡頭壟斷格局。維生素B1生產工藝復雜,且環保嚴格,不存在較大的惡性競爭,難有新進入者,供給端情況相對穩定,寡頭間對產能控制和價格維護有較好默契。

  5家維生素B1主要供應商中有4家為中國企業,中國產能占全球產能的93%,其中兄弟科技為A股上市企業,占有約20%市場份額,其子公司兄弟維生素因對安全環保水平進行整治提升而停產近一年,對全球維生素B1的供應端造成了一定影響;華中藥業位于湖北省襄陽市,受本輪新冠疫情影響,湖北省企業復工時間將相對較晚,其維生素B1產能超過3000噸/年,一度使得全球維生素B1供需進一步收緊。目前兄弟維生素已收到回復生產批復,疫情對國內企業生產的影響也已削弱,維生素B1供應端逐漸恢復常態。

  維生素B1下游主要用于飼料添加劑、醫藥化妝品及食品三個領域,占比分別為37%、51%和12%,其在下游應用中的添加量均較小,因此下游需求剛性。據中國報告網2019年統計,維生素B1全球總需求量約7,000噸,需求產能比約70%。

  據海關總署統計,2000年至今,除2002年、2008年、2014年及2018年由于金融危機、環保問題供應受限及經濟疲弱等原因出口量下降之外,我國維生素B1出口量基本呈現連續上升的趨勢,維生素B1國外需求量穩步提升。2019年我國維生素B1共出口7137.24噸,占全球總需求量的79%。

  由于維生素B1市場需求的穩定性及剛性特征,其價格主要受供給端情況影響。除各供應商生產線遭遇不可抗力停產外,由于維生素B1的生產伴隨著工業廢水的排放,需經過嚴格的處理,在環保督察過程中可能面臨生產線關停整改的風險,環保政策也是影響維生素B1供應情況的重要因素。下圖可見,維生素B1的大幅漲價均與突發事件或環保政策有關。2011年受洪水影響,華中藥業和江西天新生產受限,價格在200元/kg的高位維持11個月后回落;2015年6月起,受環保因素影響,廠家減量生產,維生素B1價格開始回升,尤其是在2017年維生素B1價格曾因環保因素出現一輪暴漲,后期隨著整改完成廠家恢復生產,價格回落;2020年維生素B1價格再次出現暴漲,主要原因為本輪新冠疫情使得各供應商推遲復工復產,尤其是占全球產能30%的華中藥業位于湖北省襄陽市,受影響程度更大;疊加兄弟科技第一季度仍然處于停產狀態,維生素B1市場供應緊張。

  據公開信息顯示,經過一系列全面復工復產準備后,華中藥業從3月16日開始陸續復工復產,此外,從事維生素B1生產業務的兄弟科技子公司也已獲當地政府批復原則同意開工。后續維生素B1的供應端將逐步放松,目前國產維生素B1價格已開始回落。

  3.2維生素B2(核黃素):壁壘較低,中小供應商多為“睡眠產能”

  維生素B2又稱核黃素,微溶于水,為體內黃酶類輔基的組成部分(黃酶在生物氧化還原中發揮遞氫作用),當缺乏維生素B2時,機體的生物氧化將受到影響,使代謝發生障礙。其病變多表現為口、眼和外生殖器部位的炎癥,如口角炎、唇炎、舌炎、眼結膜炎和陰囊炎等。體內維生素B2的儲存是很有限的,因此每天都要由飲食提供。

  目前工業上應用較多的維生素B2生產方法有酵母菌發酵法、基因工程菌發酵法、化學合成法和化學半合成法,其中化學合成法具有頗多難以解決的問題,已完全被取代,而兩種生物發酵法則為世界主流供應商主要采用的生產方法。傳統的酵母菌發酵法主要以棉病囊菌(Ashbya gossypii)、枯草芽孢桿菌(Bcillus subtiltis)和阿舒氏假囊酵母(Eremo-thecium ashbyii)等作為核黃素生產菌種,工業生產中主要以阿舒假囊酵母為生產菌種;基因工程菌發酵法則運用DNA重組技術構建出能夠過量合成核黃素的基因工程菌,取代原先使用的酵母菌。維生素B2的工業發酵一般為二級發酵,發酵液先沉淀再氧化進行分離提純。玉米是發酵生產維生素B2的主要原料,約占生產成本的50%以上。

  維生素B2屬于小品種,全球總產能約為1.1萬噸/年(按80%粉計),主要供應商為廣濟藥業、帝斯曼、巴斯夫及海諾嘉,行業集中度高,呈寡頭壟斷格局,其技術難度、進入壁壘一般,新加入者包括神丹生物、黃河龍生物等,但多為“睡眠產能”。圣達生物于2018年收購通遼圣達,具備1,000噸/年維生素B2產能。

  維生素B2下游需求主要包括動物飼料、食品添加劑及醫藥等,占比分別為64%、32和4%。據農博網統計,2019年全球維生素B2市場總需求約7,000噸,每年增長率約為3-5%,國內市場年需求約2,000噸,由于飼料用途比例較高,所以有一定的周期性。全球維生素B2需求產能比為70%,而實際上國內若干小廠商(山東恩貝、河北圣雪、寧夏啟元等)產能多為“睡眠產能”,在維生素B2價格低迷時基本為停產/半停產狀態,實際產能過剩情況更為嚴重。

  根據海關總署的統計數據,中國維生素B2出口數量整體呈上升趨勢,2019年我國出口維生素B2達到3,285.27噸,占全球總需求量的47%中國是維生素B2生產及出口大國,因此,中國維生素B2進口規模明顯低于出口規模,2019年進口數量僅為571.81噸,占國內需求量的29%。

  2007年維生素B2價格曾因韓國巴斯夫工廠罷工停產而經歷過一輪暴漲,國內維生素B2市場報價一度高達850元/kg,此后隨著巴斯夫復產及全球金融危機導致經濟低迷,維生素B2價格迅速下跌至100-150元間,且價格低位震蕩持續了長達7年,疊加2009年-2014年國內玉米及玉米淀粉在國家收儲保護政策下價格維持高位,維生素B2生產商經歷了一段成本壓力巨大的時期,競爭力弱的中小廠家退出市場競爭,據農博網統計,廣濟藥業由于規模效應和技術優勢,維生素B2生產成本約為110元/kg;而諸多“睡眠產能”廠商的生產成本較高,一般為140元/kg。

  隨著中小產能退出市場,市場供需格局改善,玉米收儲制度改革加之環保限產導致產能收縮、供應商發貨緊張,維生素B2在2016年-2017年出現了比較大幅的價格波動。目前,維生素B2的價格約100元/kg,處于歷史低位,由于行業內“睡眠產能”較多,供需格局變動空間較大,價格向上動力不足,但仍需關注本輪新冠肺炎疫情對開工的影響,若疫情持續時間長,全球生產受阻周期長,仍將促使生產商提價。

  3.3維生素B3(煙酸):受百草枯禁令制約,煙酸價格有望維持高位

  煙酸屬于維生素B3,又稱尼克酸、抗癩皮病因子,可溶于水,主要存在于動物內臟、肌肉組織,水果、蛋黃中也有微量存在,是人體必需的13種維生素之一,屬于維生素B族。目前,煙酸主要用于飼料添加劑,可提高飼料蛋白的利用率,提高奶牛產奶量及魚、雞、鴨、牛、羊等禽畜肉產量和質量。煙酸還是一種應用廣泛的醫藥中間體,以其為原料,可以合成多種醫藥,如尼可剎米和煙酸肌醇酯等。此外,煙酸還在發光材料、染料、電鍍行業等領域發揮著不可替代的作用。

  合成煙酸的基本原料有3-甲基吡啶(3-MP)、2-4甲基-5-乙基吡啶、6-羥基喹啉和喹啉等,應用最多的是3-MP。從煙酸的合成方法分類,一般分為以硝酸、高錳酸鉀等作為氧化劑的試劑氧化法,以氨氣和空氣作為氧化劑的氨氧化法,空氣直接氧化法,電解氧化法,生物轉化法和吡啶羥基化法等。

  如上文所述,維生素B3的主要原材料為3-甲基吡啶,3-甲基吡啶經過反應得到3-氰基吡啶,最終得到煙酰胺/煙酸。3-甲基吡啶是重要的化工原料和有機中間體,廣泛用于農藥、醫藥、香料、染料、日用化學品、飼料添加劑等精細化工行業,其中生產煙酸和煙酰胺是3-甲基吡啶的主要消費領域。目前,3-甲基吡啶的合成以化學合成法為主,最早期的煤焦油提取法已基本被淘汰。

  由于3-甲基吡啶和吡啶為伴生產物,據公開資料顯示,全球約80%的3-甲基吡啶由吡啶生產企業供應;而吡啶主要用于生產百草枯,在百草枯禁用的背景下,吡啶開工率大幅下滑,連帶3-甲基吡啶生產量減少,供需收緊,價格上漲。上游材料價格上漲帶動維生素B3企業生產成本上升、部分企業停產減產,產品價格上漲。

  3-氰基吡啶是一種重要的精細化工中間體,是生物醫藥、農藥和飼料工業的原材料。3-氰基吡啶最重要的用途是經水解制備煙酸或煙酰胺,其產量幾乎占到世界總產量的60%;還可以用于制備維生素B、強心劑、治療外周血管擴張的煙醇、能夠降低血清中膽固醇濃度的煙酸鉻、殺蟲劑吡蚜酮等。目前,工業上主要采用3-甲基吡啶氨氧化法生產3-氰基吡啶,即在催化劑作用下,3-甲基吡啶與NH3和O2反應生成目標產物。

  凡特魯斯和吉友聯為世界上最大的兩家吡啶生產商,能夠同時提供生產維生素B3所用的甲基吡啶,瑞士龍沙則能夠生產3-甲基吡啶供自用。過去國內維生素B3產業受到3-氰基吡啶、3-甲基吡啶環節制約,是國內本土企業唯一尚未大規模生產的維生素品種;近幾年隨著中間體供應問題的解決,國內維生素B3企業正加快崛起。國內維生素B3生產商中,兄弟科技具備3-氰基吡啶生產能力,3-甲基吡啶仍需對外采購;泓達生物具備吡啶、3-氰基吡啶生產能力;另外,據公開資料顯示,崴尼達、愛迪亞等公司采取的工藝同傳統路線不同,全新工藝并不受3-甲基吡啶供應量的限制。

  目前全球維生素B3的名義生產能力超過10萬噸,國外供應商主要有瑞士龍沙、美國凡特魯斯及印度吉友聯,共占全球產能的60%以上;國內供應商主要包括兄弟科技、四川崴尼達、山東泓達等,其中兄弟科技產能相對較大,超過1萬噸/年。2018年維生素B3全球產量約6.5萬噸,全球開工率僅約58%,產能過剩情況較為顯著。

  維生素B3最主要的下游應用領域是飼料,占比67%;其次為醫藥化妝品和食品,占比分別為20%和13%。據莫尼塔研究統計,近年來維生素B3全球年需求量約為6萬噸,則根據我們的測算,全球需求/產能比為53.57%,明顯供過于求。

  國內維生素B3價格曾在2007-2008年到達150元/kg的高峰,此后由于供給端兄弟科技、吉友聯、愛迪亞等企業的的大幅擴產,維生素B3價格由2011年下半年起迅速回落至40元/kg左右,并在2012-2015年維持低位震蕩。2016年維生素B3價格經歷一輪反彈,主要是由于上游原料3-甲基吡啶的供應收緊;2018年至今維生素B3價格又一次進入上漲通道,主要原因仍然是上游3-甲基吡啶的漲價。2020年,若百草枯市場仍然偏弱,則3-甲基吡啶的開工仍然偏低,維生素B3的價格有望繼續穩中有升。其維生素B3屬于國外產能占比較高的品種,國外新冠肺炎疫情的發展可能使得全球開工率偏低,推動維生素B3價格繼續走高。

  3.4維生素B5(泛酸鈣):新進入者尚未滿產,泛酸鈣供需格局較為緊張

  維生素B5又稱為泛酸或遍多酸,具制造抗體功能,在維護頭發、皮膚及血液健康方面亦扮演重要角色。缺乏泛酸可導致血液及皮膚異常,產生低血糖。泛酸具有旋光性,僅D型具有生物活性,其廣泛分布于生物界,動物肝、腎、肌肉、腦和蛋黃、苜蓿、酵母、麩皮、綠葉植物都富含泛酸。

  泛酸不穩定,易被酸、堿、鹽、熱破壞,而且呈粘稠油狀,極易吸濕,因此不能直接添加于飼料中,常用的制劑是泛酸鈣。泛酸的合成分為化學法和微生物酶拆法,化學法中,D-泛酸鈣的合成分為β-氨基丙酸(中間體)、D-泛解酸內酯(中間體)及泛酸鈣的合成三大工序,主要原料有異丁醛、丙烯腈等,屬于石油化工產品。原材料成本占泛酸鈣生產成本的60%左右,因此原材料價格對于泛酸鈣價格的影響較大。此外,在D-泛解酸內酯的合成過程中會生成含氰廢水,這部分污染的環保壓力較大。

  泛酸生物合成途徑包括四種酶,分別是酮泛解酸羥甲基轉移酶(PanB)、酮泛解酸還原酶(PanE)、L-天冬氨酸-α-脫羧酶(PanD)和泛酸合成酶(PanC)。微生物酶法拆分DL-泛解酸內酯具有成本低、環境友好等特點。

  據公開資料顯示,全球共6家維生素B5生產商,總產能約為2.8萬噸,6家供應商中4家為中國企業,國內產能占全球近80%的份額。億帆醫藥為維生素B5最大供應商,采用酶生物拆分法進行生產,據公司2018年年報稱,公司原料藥維生素B5及原B5產品70%以上銷往歐美等多個國家和地區,全球市場占有率40%-45%,穩居龍頭地位。兄弟科技屬維生素B5市場新進入者,產線暫未達到滿產狀態。

  據中國產業信息網統計,維生素B5下游需求主要分為三個方向,分別為動物飼料、食品添加劑及醫藥原料藥,其中動物飼料占比最大,達到75%,由飼料行業主導的下游需求較為剛性。

  我國農業部第1224號公告規定,D-泛酸鈣在配合飼料或全混合日糧中的推薦添加量(以維生素計):仔豬、育肥豬10~15mg/kg,肉仔雞、產蛋雞20~25mg/kg,魚類20~50mg/kg,成年反芻動物瘤胃和腸道能合成一定量的泛酸,不易發生缺乏癥,但幼齡反芻動物一般需要在日糧中補充泛酸。

  維生素B5需求量較為穩定,據公開資料顯示,2013-2017年全球維生素B5需求量基穩定在2萬噸左右,2017年全球總產量約為2.1萬噸,若不考慮兄弟科技的新進入產能,全球維生素B5開工率達到90%以上,供需格局較為緊張,在需求端變化不明顯的情況下,產品價格主要受供應端開工情況影響。

  維生素B5價格在2016年之前總體比較穩定,2015年開始環保相關事件頻發,使得由于含氰廢水本就承受較大環保壓力的維生素B5受到較大影響。據莫尼塔研究統計,2015年天津爆炸事件加上山東省內的多次事故導致維生素B5最主要產區之一的山東省環保監督越發嚴格,維生素B5供應商開工受到一定影響,受影響的產量達到全國產量的近50%,造成國產維生素B5價格由60元/kg左右上漲至近300元/kg.2017年山東省維生素B5供應商先后因環保核查和化工廠爆炸事故安全整頓而停產,疊加渠道端對兄弟科技新增產能釋放持有樂觀態度而普遍備貨不足,使得維生素B5價格急速上漲至歷史最高價750元/kg,此后隨著山東企業復產,維生素B5價格回落。2019年上半年受環保安全事件及原材料價格上漲等影響,產能供應相對緊缺,維生素B5價格再次上漲并隨后穩定在370元/kg左右。未來由于全球供需格局仍然偏緊、國內環保督察常態化及新冠肺炎疫情全球蔓延可能對國外部分產能造成更長時間的影響,維生素B5價格下降壓力不大,可能保持目前的較高位置震蕩。

  國產維生素B5主要用于出口,據海關總署統計,2019年我國維生素B5出口量為13,231.54噸,較2018年下降近15%,主要是由于非洲豬瘟、禽流感等原因導致養殖行業對飼料的需求下降;但總的來說,國產維生素B5出口量整體呈現穩定增長趨勢。

  3.5維生素B6:生產格局及價格均較為穩定

  維生素B6又稱吡哆素,其包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺三種易于轉換的吡啶衍生物,市場上主要以煙酸吡哆醇形式出售。維生素B6在體內以磷酸酯的形式存在,是一種水溶性維生素,遇光或堿易破壞,不耐高溫,其在酵母菌、肝臟、谷粒、肉、魚、蛋、豆類及花生中含量較多,為人體內某些輔酶的組成成分,參與多種代謝反應,尤其是和氨基酸代謝有密切關系,缺乏維生素B6將導致肌肉痙攣及過敏性濕疹,臨床上還應用維生素B6制劑防治妊娠嘔吐和放射病嘔吐。目前,工業上通常采用化學合成法生產維生素B6,化學合成法又分為吡啶酮法、噁唑法、炔基醚法和微生物法。噁唑法為工業上采用的主流方法,目前的研究也多集中于噁唑法合成工藝的改進,這種方法具有原料易得、收率高、生產成本相對較低等優點。

  目前全國維生素B6的生產能力達到9,000余噸,為全球第一大生產國2018年全球維生素B6全球總產量為7,970噸,其中中國廠商生產超過6,000噸,年產量占全球81%份額;帝斯曼雖然是荷蘭企業,但其維生素B6生產基地同樣位于中國。

  據中國產業信息網統計,維生素B6區域市場分布與下游應用領域企業的分布具有較大的契合性。從維生素B6的下游應用企業分布來看,下游應用企業主要分布在華東、華南和華北地區,維生素B6的需求市場也主要集中在華東、華南、華北等地區。一是考慮到遠距離運輸會造成相應的不便,二是配送成本及效率問題。

  維生素B6下游主要用于醫藥、食品保健、飼料等領域,目前國際上飼料添加劑中維生素B6的用量很大,已超過醫藥方面的用量。我國作為維生素B6的最大生產國,維生素B6出口量整體呈逐年上升趨勢,2019年出口量達到6,422.90噸,為歷史新高。

  由于維生素B6行業生產格局相對穩定且集中,其價格在通常情況下較為穩定,在150元/kg上下震蕩,2010年至今出現過幾次價格大幅波動均與環保政策有關。2011年部分生產企業受環保政策影響減產停產或轉向出口供應,國內市場短期出現供應不足的情況,維生素B6價格因此一度上漲至350元/kg左右;2015年年中廣濟藥業曾因環保問題停產,帶來了一波漲價行情;2016年之后,全國環保督察的進行對維生素B6的開工造成了較大的影響,價格一路飆升至550元/kg。目前,維生素B6價格仍然在150元/kg上下震蕩,2020年年初由于新冠肺炎疫情的原因,國內生產廠家或多或少存在延遲復工復產的情況,開工受到影響,維生素B6價格出現小幅上漲,目前國內復工復產節奏較快,維生素B6價格已企穩并出現回落。

  3.6維生素B7(生物素):多家供應商停產減產,景氣度高

  維生素B7又稱生物素、維生素H、輔酶R,是水溶性維生素。它是合成維生素C的必要物質,是脂肪和蛋白質正常代謝不可或缺的物質。生物素在肝、腎、酵母、牛乳中含量較多,是生物體固定二氧化碳的重要因素。生物素容易同雞蛋白中一種蛋白質結合,大量食用生蛋白可阻礙生物素的吸收導致生物素缺乏,如脫毛、體重減輕、皮炎等。生物素在脂肪合成、糖質新生等生化反應途徑中扮演重要角色。

  D-生物素目前的大生產工藝主要以Sternbach合成路線為基礎,現行的工業化生產方法在此基礎上進行改進。生物素具有三個手性中心,分子結構復雜,技術要求高,合成工藝屬不對稱合成,其工藝路線長,對反應的要求高,生產難度極大,壁壘高,且從投料到出品需要一個月的時間,使得生物素市場不容易有新進入者,并且生物素產品一旦漲價,將具有一定的持續性。

  目前全球生物素純品的生產能力達到400噸/年以上,幾乎全部集中于中國的6家供應商,占全球97%以上的市場份額。在生物素領域,圣達生物是全球最大的供應商,生物素純品產能為160噸/年,產銷量和出口額連續多年位居第一,產品在全球的市場份額約30%。目前6家供應商中有4家產能釋放受到限制,僅圣達生物和新和成兩家在正常生產,據公開資料顯示,停產產能達到總產能的35%以上,對行業供需格局影響較大。

  生物素主要應用于飼料添加劑,占總需求的80%左右,此外還應用于醫藥及食品飲料領域。近年來飼料結構的升級推動飼料添加劑的較快發展,進而帶動了上游產品生物素的較快增長,根據博亞和訊統計,2010-2018年期間,全球生物素需求量從150噸增長到230噸,年復合增長率為5.49%,其中國內需求增速顯著大于國外需求增速。

  2010年至今,國產生物素(2%)價格經歷了多輪上漲,以2011-2012年、2017-2018年及2019年底至今三輪漲幅最為明顯。2011年4月,浙江醫藥發生毒氣泄漏事件,停止生物素供應,供給收緊,其他供應商提高生物素報價;2012年隨著浙江醫藥的復產及安徽泰格加入市場競爭,價格逐步回落。2017年,環保等問題持續影響到原料和產品的生產,造成價格階段性反彈;2018年隨著產能的恢復,生物素的價格到達歷史最低位。2019年浙江醫藥及海嘉諾受響水爆炸事件影響持續停產,與此同時,安徽泰格和科興生物分別因為專利糾紛和產線搬遷影響生物素生產,生物素供給端遭到重大影響,價格一度飆升至325元/kg,較最低點上漲600%以上,目前生物素價格仍然在最高位震蕩。未來,待生產受到影響的幾家供應商逐步恢復生產,市場供需逐漸平衡,生物素價格將逐步回落。

  3.7維生素B9(葉酸):嚴重產能過剩,低價下需求量有望回升

  葉酸又稱維生素B9、抗貧血因子、VBe、蝶酰谷氨酸等,是一種水溶性維生素,因綠葉中含量十分豐富而得名。葉酸在蛋白質合成及細胞分裂與生長過程中具有重要作用,對正常紅細胞的形成有促進作用。缺乏時可致紅細胞中血紅蛋白生成減少、細胞成熟受阻,導致巨幼紅細胞性貧血。

  國內現有廠家葉酸合成主要是以對氨基苯甲酰- L-谷氨酸、三氯丙酮和2,4,5-三氨基- 6-羥基嘧啶硫酸鹽為原料。這種方法制備葉酸會產生大量酸性有機廢水,并且三氯丙酮制備提純后會剩余大量高氯丙酮廢液污染環境,環保壓力較大。

  葉酸產能最初是由德國拜耳、瑞士羅氏和美國默克等大公司所壟斷,近年來國外大公司均已退出葉酸市場競爭,目前全球葉酸供應幾乎全部來自于中國,主要供應商包括常州牛塘化工、新發藥業、常州新鴻醫藥化工、河北冀衡藥業、常州康瑞化工及圣達生物,總產能近3500噸。根據博亞和訊統計,2018年全球供應格局中,新鴻醫藥、牛塘化工、天新藥業、圣達生物、新發藥業葉酸(折純)產量分別為450噸(25%)、420噸(23%)、400噸(22%)、320噸(18%)、70噸(4%),合計1660噸,占全球產量的92%。

  圖片葉酸全球需求量隨葉酸價格的變化而有較大的波動性。在成本上漲、環保要求日益嚴格的情況下,由2014年起,部分葉酸企業減產停產或退出市場,市場供應量下降,葉酸價格開始上漲。2015年,環保因素導致部分葉酸供應商大幅減產,國內葉酸產量大幅下降,葉酸價格繼續飆升至3000元/kg以上,在價格高壓下,下游飼料調配進行調整,僅在種畜中保留剛性添加,在家禽等飼料中幾乎不再添加,進而導致2015年葉酸的整體需求規模大幅下降;與此同時,葉酸價格高企吸引10余家新產能進入,對供需格局造成沖擊,葉酸價格迅速回落,葉酸市場需求量隨之有一定回暖。此后由于環保影響因素仍在,價格在保持的同時仍有小幅波動。

  圖片基于上述分析及數據,葉酸目前需求/產能約為40%,行業開工率約為51%,需求/產量約為78%,明顯供過于求,且主要供應商均位于國內,目前國內穩步復工復產,疫情對制造業的影響趨弱,價格向上動力較弱,可能繼續保持低位震蕩。

  3.8維生素B12:廠商主要集中于河北,供應格局主要受當地環保政策影響

  維生素B12又叫鈷胺素,是一類含鈷的咕啉類化合物的總稱,羥基鈷胺素、氰基鈷胺素、脫氧腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素是維生素B12的主要存在形式。維生素B12是自然界中由生物合成的最為復雜的小分子物質,它參與人體細胞代謝,影響DNA的合成與調節,還參與脂肪酸的額合成和能量的生成。

  由于高等動物和植物自身不能合成維生素B12,雖然已有研究者在19世紀已完成了維生素B12的全化學合成,但由于化學合成法過于復雜且成本昂貴,因此全球幾家主要供應商的維生素B12都是借助于微生物的發酵來獲得。目前,主要是通過利用費氏丙酸桿菌和謝氏丙酸桿菌的厭氧發酵,以及利用脫氮假單胞菌的好氧發酵來進行維生素B12的工業生產。

  據公開資料顯示,全球維生素B12產能約為110噸,生產主要集中于中國,截至2018年,中國共頒發了13張維生素B12的GMP證書,主要生產企業有四家,包括華北制藥、河北華榮、河北玉星、寧夏金維,這四家公司的產能、產量以及出口量占據全國90%左右,其中河北玉星為全球最大的維生素B12供應商,占全球維生素B12產量近70%的份額,2017年折純實際產量達到35噸。

  維生素B12除了醫用(含OTC藥物),還大量用于動物飼料、營養補充劑和食品強化劑,如維生素強化面粉、再制食品、嬰兒食品等等。維生素B12市場數據較為匱乏,有公開資料顯示,2013年國產維生素B12折純產量約為56噸,較2012年增長4.67%,假設其產量繼續以5%左右的增速增長,到2019年我們預計國產維生素B12折純產量有望達到75噸左右。

  出口方面,在全球維生素B12需求量穩步增長和國產維生素B12產品市場占有率逐步提高的共同作用下,國產維生素B12出口量在近幾年穩步上升。據公開資料顯示,2007年國產維生素B12出口量折純約25噸,2010年維生素B12及其衍生物出口量超過32噸;2013年出口量增長不明顯,折純之后總出口量大約48.58噸;2015年折純出口量達到56噸;而到2017年折純出口量已經超過65噸。

  價格方面,國產維生素B12(液相1%)價格在2010-2017年上半年始終處于200元/kg左右的較低位置,2017年下半年,河北地區環保壓力加大,而國內維生素B12供應商多集中于河北省,個別廠家停產整改而造成維生素B12供應緊張,價格一度暴漲至近1200元/kg。近一年來,維生素B12價格較為平穩,已回歸較低位置。

  4。維生素C行業

  維生素C又名L-抗壞血酸,作為人體必需的一種水溶性維生素,有助于改善機體免疫系統的功能,參與膠原蛋白、細胞間質和神經遞質的合成等。在食品工業中,維生素C常被作為抗氧化劑用于食品的保鮮。

  4.1維生素C產業鏈及生產工藝

  維生素C廣泛存在于蔬菜、水果中,因此其產業鏈上游行業以玉米、大豆等農作物種植業為主,其下游主要應用于醫藥、動物飼料、化妝品及食品添加劑行業,其中食品添加劑行業最為主要,占比近70%。

  維生素最經典的工業生產方法為萊氏法,原料為葡萄糖,經過化學氫化得得到生成物D-山梨醇,再由醋酸菌發酵生成L-山梨糖,之后進行化學氧化與酮化,通過水解反應得到2-酮基-L-古龍酸,再經過鹽酸的酸化最終得到維生素C。但萊氏法具有諸多缺點,目前國外廠商多采用經過改造的萊氏法,而中國廠商主要采用我國首創的二步發酵法來進行維生素C的生產。

  國內主要采用的維生素C二步發酵法由我國首創,該法生產維生素C可大致分為三個步驟:發酵、提取和轉化。該方法對萊氏法進行了簡化,且生產過程中避免使用大量有毒的化學制劑,成本相對萊氏法來說也得到了一定降低。

  4.2行業壁壘較低,生產廠商眾多

  維生素C是全球產銷規模最大的維生素品種之一,其生產商主要集中于中國,行業進入壁壘較低,生產廠商眾多,行業內主要企業有石藥維生、魯維制藥、帝斯曼江山、東北制藥、天力藥業、啟元藥業、鄭州拓洋等。石藥集團為全球最大的維生素C生產商,產能約4萬噸/年,其次為魯維制藥和東北制藥,產能分為達到3萬噸/年和2.5萬噸/年。

  由下表可見,全球排名前五的維生素C生產商總產能約為14.5萬噸/年,而據公開資料顯示,全球維生素C產能已達到22萬噸,其中我國產能達到20噸以上,占據全球產能90%以上的份額。

  華北制藥于2018年在內蒙古投資設立全資子公司,該子公司主要承建年產8200噸維生素C原粉和1800噸磷酸酯項目,項目建設周期一年,該子公司2019年度暫未產生營收和利潤。

  4.3呈明顯產能過剩格局,未來價格仍難具備長期向上動力

  維生素C下游主要用于醫藥食品、飼料、化妝品等行業,醫藥食品為最主要的應用領域,占比達到95%,其中食品添加劑一個領域就占據了近70%的份額。

  據公開資料顯示,維生素C全球需求量約為12-13萬噸,其主要消費市場在歐美發達國家,并且維生素C下游需求以人為主,具有一定的剛性,市場需求量緩慢穩定增加。結合上文對維生素C全球供給情況的分析,全球維生素C產能或已超過22萬噸,則維生素C全球需求/產能僅約55%,呈明顯的供過于求、產能過剩格局。

  我國是維生素C生產大國,70%以上的產量用于出口,主要出口對象為美、日、德等發達國家。根據海關總署統計,近年來國產維生素C出口數量穩步上升,2019年出口數量達到15.52萬噸,創歷史新高,較2008年增長82.16%,近十年平均增長率為6.45%。國產維生素C出口數量的增長驗證了海外維生素C需求量的持續增長。

  下圖展示了國產維生素C(97%)近十年來的市場報價情況。2008年,受奧運會的影響,國產維生素C行業出現了停產現象,產品供不應求,價格一度暴漲至135元/kg,到2010年,行業產能過剩格局使得價格接連下跌直至探底。2017年,在環保督察的作用下,部分維生素C生產商停產整改,供需格局再次收緊,價格又經歷了一輪上漲,價格最高達到70元/kg左右,2018年后價格逐漸回落,至今仍處于歷史較低位置。由于維生素C的主要產區為中國,目前新冠肺炎疫情對國內化工行業的影響已削弱,且維生素C產能過剩的情況較為嚴重,未來若無明顯影響供需格局的事件發生,維生素C的價格仍難具備長期向上動力。

  5。維生素D3行業

  維生素D(簡稱VD)是一種脂溶性維生素,共包含5種化合物,最主要的是維生素D3與D2,前者由人皮下的7-脫氫膽固醇經紫外線照射而成,后者由植物或酵母中含有的麥角固醇經紫外線照射而成。維生素D的主要功用是促進小腸粘膜細胞對鈣和磷的吸收,缺乏維生素D兒童可患佝僂病,成人患骨質軟化癥。由于維生素D3是維生素D最主要的活性形式,本報告主要對維生素D3行業現狀進行分析。

  維生素D3在人和動物體內并不能直接發揮作用,必須轉化為最終活性物質1α,25-羥基維生素D3才能發揮生理作用。在自然界內,營養攝入均衡充分的前提下,人和動物體內的膽固醇和角鯊烯可轉化為7-去氫膽固醇,經太陽照射,皮膚的7-去氫膽固醇會轉化為維生素D3,再經肝腎的代謝產生1α,25-羥基維生素D3。

  5.1工藝瓶頸主要在于原料NF級膽固醇

  維生素D3的產業鏈上游為羊毛脂及從羊毛脂中提取的膽固醇,NF級膽固醇被用于制備維生素D3,進而根據不同的用途合成不同結構和濃度的下游產品,最終用于飼料、醫藥及食品添加劑行業。

  目前維生素D3的工業生產采用的生產工藝主要有兩種:溴化/脫溴化氫法和氧化還原法。溴化/脫溴化氫法發明于1942年,早期被國外幾家大企業技術壟斷。1999年后中國企業花園生物聯合中科院理化所研發

  成功了獨創性的“氧化還原法”中試成果技術,形成了“維生素D3生產新工藝”,打破了維生素D3生產工藝的國際壟斷。較傳統的“溴化/脫溴化氫法”工藝,“氧化還原法”工藝路線優點是成本低、收率高、產品質量好、生產效率高、對環境影響較小等。

  據公開資料顯示,目前維生素D3的工藝瓶頸主要在于兩種工藝共同的原料NF級膽固醇(即純度大于95%的膽固醇)。目前膽固醇仍依靠天然物質提取,無法用化工手段合成,提取工藝一般通過動物腦髓提取以及羊毛脂提取兩種路線來實現。動物腦髓中膽固醇以游離態形式存在,提取工藝相對簡單成本較低,但受到瘋牛病等因素影響,近年來歐美等國已禁止使用動物腦髓提取的膽固醇,我國于2019年12月頒布的新國標也限制了腦干膽固醇的使用,羊毛脂成為維生素D3的唯一合法原料。羊毛脂膽固醇以化合物形勢存在,提取成本較高且工藝復雜,投資巨大。

  2007年以前,全球NF級膽固醇的生產主要被印度迪氏曼、日本精化及新加坡凱恩所壟斷,而后中國企業花園生物采用分子蒸餾法打破相關技術壟斷,目前新加坡凱恩和日本精化已退出市場競爭,全球僅兩家生產企業。

  5.2國內企業主要生產飼料級產品,國外企業主要生產食品及醫藥級產品

  據公開資料顯示,全球維生素D3(折50萬IU/g)產能約為1萬噸/年,其中超過75%的產能位于中國。國內的花園生物為全球維生素D3行業龍頭企業,具有3000噸/年維生素D3產能;其次為荷蘭帝斯曼,具有2000噸/年維生素D3產能,但多為自用。目前,維生素D3國外生產企業有兩家,為荷蘭帝斯曼和印度Fermenta,主要生產食品及醫藥級維生素D3,而國內幾家企業主要生產飼料級產品。

  據花園生物公告,公司年產750噸飼料級VD3油劑項目建設中,預計2020年6月30日達到可使用狀態;年產3600噸飼料級VD3粉(50萬IU/g計)及540噸食品級VD3粉(10萬IU/g計)項目建設中,建設周期24個月。

  5.3飼料行業用量占比超過70%

  維生素D3下游主要應用于飼料、食品及醫藥保健品,其中飼料行業用量最大,占比在70%以上。

  (1)維生素D3在飼料行業的需求情況:

  下表列示了德國巴斯夫公司及瑞士羅氏公司對維生素D3在各類動物全價配合飼料中的添加量,經過花園生物在其公告中的測算,每1噸全價配合飼料約需添加7-8克維生素D3(含量:50萬I.U。/g)。

  圖片2018年全球飼料產量為11.03億噸,根據以上添加量測算,飼料級維生素D3總需求約為8300噸。而據公開資料顯示,全球飼料級維生素D3需求量約為7500噸,約有10%的缺口,主要是由于維生素D3在飼料中的實際添加量比理論添加量要低。2019年全球飼料產量為11.27億噸,根據該缺口比例計算,2019年全球飼料級維生素D3需求量約為7600噸。

  (2)維生素D3在食品行業的需求情況:

  在食品領域,食品級維生素D3被作為食品營養強化劑,在全球被廣泛添加在營養強化食品中,包括谷類、面粉、米粉、面包等日糧,液態奶、奶粉、煉乳、奶酪等奶制品,人造黃油、酥油等食品配料以及軟飲料中。

  1997年美國頒布維生素D3補充量指導意見認為,人通過營養強化食品補充的維生素D3從出生到50歲每天應補充200IU,51-70歲補充400IU,71歲以上補充600IU。據公開資料顯示,截止2020年04月09日,全球230個國家人口總數為7,585,204,179人,而截至2019年10月,全球發達國家人口接近11億。由于發達國家對于維生素D3的補充意識較強,我們以發達國家人口數量為基礎,按每人每天通過營養強化食品平均補充400IU的維生素D3來計算,維生素D3在食品行業的需求量為321.2噸(折50萬IU/g)。

  (3)維生素D3在醫藥行業的需求情況:

  在醫藥保健市場,維生素D3主要是用于制成維生素補充劑等營養保健產品以及制成醫藥制劑。據公開資料顯示,全球有超過10億人口缺乏維生素D3,而這類人群需按2000I.U。的標準每天服用維生素D3補充劑,按此人口計算,維生素D3在醫藥行業的理論需求量為1460噸(折50萬IU/g),但由于缺乏維生素D3的人口有一部分位于經濟較為落后的國家和地區,對于維生素D3缺乏的認知不足,實際需求量必然明顯少于理論需求量。

  5.4新冠疫情影響海外維生素D3及其原料開工,高位價格可能持續

  維生素D3在2009年曾出現過一輪暴漲,主要由于下游需求穩定復蘇疊加行業產能出清、行業集中度提高所帶來的供需缺口;2017年維生素D3價格再次出現大幅上漲,這一輪價格波動主要是環保因素導致原材料和維生素D3的生產都受到了影響,原材料漲價、維生素D3供應商停產限產,供需失衡。2020年年初至今,維生素D3價格再次上漲,本輪上漲一方面受新冠肺炎疫情影響供給端開工率下降,另一方面原材料供應偏緊,國外及國內維生素D3報價同時上漲。目前全球疫情暫未實現全面控制,海外維生素D3開工持續受到影響,維生素D3市場報價可能維持較高位置。

  6。維生素E行業

  維生素E(Vitamin E)是一種脂溶性維生素,具有清除自由基、抗癌、抗心血管疾病、提高免疫力和抗衰老的作用,其水解產物為生育酚,是最主要的抗氧化劑之一。維生素E包括生育酚和三烯生育酚兩類共8種化合物,即α、β、γ、δ生育酚和α、β、γ、δ三烯生育酚,α-生育酚是自然界中分布最廣泛含量最豐富活性最高的維生素E形式。

  6.1維生素E分類及生產工藝

  維生素E分為天然維生素E和合成維生素E。天然維生素E主要來源于黃豆、油菜籽、小麥胚芽等植物原料,食用安全性高,且由于其是具有生理活性的右旋體,因此生物活性高,天然維生素E根據其純度的不同,已廣泛運用于保健品、醫藥品、食品、飼料添加劑以及化妝品等生產領域,高純度的天然維生素E更是醫藥品和保健品的首選。合成維生素E的重要原料為異植物醇及三甲基氫醌,由于其是DL消旋體,生理活性明顯低于天然維生素E,但由于合成維生素E可大批量進行生產,產品結構易于調控,價格低,是目前維生素E行業的主流,占比80%左右。

  天然維生素E主要存在于油料作物種子及大豆油、玉米油、菜籽油等植物油脂中,其中以植物油脂精煉副產品———油脂脫臭餾出物中含量最多,是目前提取生產天然維生素E的主要來源。目前天然維生素E的提取工藝主要有化學處理法、蒸餾法、萃取法、生物法、吸附法等,,為了得到高純度的天然維生素E,提取工藝往往是各種方法的綜合運用。目前國外天然維生素E提取工藝較成熟,主要包括:皂化-萃取法、酯化-超臨界萃取法、水解-蒸餾法、酯化(酯交換)-蒸餾法等。國內天然維生素E提取方法是將脫臭餾出物中脂肪酸用低級醇進行酯化,然后進行中和,再使其中的甾醇冷卻結晶經過濾提出。濾液除去溶劑后,經蒸餾獲得較高含量的天然維生素E濃縮物。

  合成維生素E通常采用2,3,5-三甲基氫醌(TMHQ)與異植物醇(IP)為原料,通過烷基化-縮合反應得到,主要工藝路線圖如下:

  合成維生素E的主要壁壘在于兩個中間體的合成。能特科技原本就擁有氫醌生產能力,又開發了二甲苯法合成三甲基氫醌,其三甲基氫醌產品具有明顯的成本優勢;此外,其異植物醇采用法尼烯路線代替傳統的芳樟醇法,縮短了合成路線,降低了生產成本。能特科技生產維生素E具有明顯的成本優勢。

  6.2維生素E供給端:帝斯曼收購能特科技,行業格局重塑

  維生素E的生產具有較高的壁壘,合成反應步驟多、工藝路線長,技術要求高、資金壁壘高、產業鏈配套要求高。因此,長期以來全世界只有少數幾個企業生產維生素E。

  我們在下方統計了全球維生素E主要廠商的產能,6家廠商約12萬噸/年,市場上還有福建海欣、安徽泰格等廠商具備維生素E生產能力能力,另有海嘉諾1萬噸/年產能建設中。2018年上述6家維生素E供應商總產量約8.35萬噸,主要廠商開工率約70%。2019年,帝斯曼支付現金向能特科技購買其維生素E業務子公司益曼特75%股權,收購完成后,帝斯曼權益產能超過4萬噸/年,行業集中度進一步提升。6家主要供應商中,帝斯曼和巴斯夫BASF主要生產醫藥級高端產品。

  6.3市場規模最大的維生素之一,疫情影響價格有望繼續走高

  維生素E是全球市場規模最大的維生素之一,其下游主要應用于飼料行業、醫藥化妝品行業及食品飲料行業,其中飼料行業用量最大,占比達到67%,后兩者的占比分別為28%和5%。據公開資料顯示,全球2018年維生素E油需求量70,000噸,需求年增速約為3%,行業整體處于供過于求的格局。

  2018年國內維生素E油需求量約12,000噸,而據上文統計,國內供應商2018年維生素E產量超過60,000噸,國內供應商大部分產量供出口。根據海關總署統計,近年來我國維生素E出口數量基本呈現穩步增長的趨勢,2019年由于非洲豬瘟疫情的影響,下游需求偏弱,維生素E出口量下降。我國維生素E主要出口至美國、德國等國家,兩國出口占比合計超50%。

  根據博亞和訊統計,國產維生素E粉(50%)市場報價在2010年-2015年經歷了連續大幅下跌,一方面是由于新供應商陸續進入市場、產能擴張;另一方面是由于能特科技中間體開始外售,降低了維生素E生產成本。2016年國內環保趨嚴,多條產線停產限產,疊加年中帝斯曼產線整改,開工率下降,全球供需格局收緊,本輪價格上漲持續至2017年年初,隨后能特科技2萬噸VE外售,供需改善,價格回落。2017年巴斯夫遭遇不可抗力,一系列維生素中間體停產,維生素E價格再次暴漲。2019年維生素E價格在巴斯夫收購能特科技導致市場供給格局重塑及非洲豬瘟影響下游需求的共同作用下呈現震蕩行情。2020年年初,在新冠肺炎疫情的影響下,中間體及維生素E供應緊縮,疊加下游需求逐步回暖,維生素E價格再次上行。在需求回暖的大趨勢下,若全球中間體及維生素E產線開工率無明顯起色,維生素E價格可能繼續上漲。

  7。維生素K3行業(略)

  8。維生素行業代表上市公司

  8.1新和成(002001.SZ)

  新和成主要從事營養品、香精香料、高分子新材料和原料藥的生產和銷售,其中營養品業務主要產品包括維生素E、維生素A、維生素D3、生物素、蝦青素、輔酶Q10等,已成為世界四大維生素生產企業之一,其中維生素A產能全球第一,維生素E產能全球第二。公司主要有浙江、山東及黑龍江三大生產基地,其中維生素產品的生產主要位于浙江紹興。

  目前,新和成在維生素領域擁有維生素A(折50萬IU/g)產能10,000噸/年,維生素E(油)產能20,000噸/年,維生素D3(折50萬IU/g)產能2,000噸/年,生物素產能120噸/年。另外,公司于2018年8月公告在山東投建2萬噸/年維生素E項目,建設周期2年,該項目建成后或將替代原有維生素E產能。

  2012年-2018年,公司營業收入及毛利中營養品始終是占比最大的組成部分,因此公司業績與維生素A、維生素E等產品價格高度相關。2012年-2015年,維生素行業景氣度低,公司業績有所下滑,尤其2015年公司盈利能力明顯受到影響;2016年-2018年,在環保督察的帶動下,維生素價格回暖,疊加公司在其他業務的布局逐步進入回報期,公司收入及利潤情況大幅上升。

  8.2兄弟科技(002562.SZ)

  兄弟科技主要從事維生素、皮革化學品、香精香料、原料藥和催化新材料等產品的研發、生產與銷售,維生素、皮革化學品這兩大主導產品市場占有率位居世界前列。維生素產品包括維生素K3、維生素B1、維生素B3和維生素B5系列產品,主要用于飼料、食品、日化、原料藥等領域。

  目前,兄弟科技在維生素領域擁有維生素K3產能3,000噸/年,維生素B1產能3,200噸/年(有效產能約2,000噸/年),維生素B3產能13,000噸/年,維生素B5產能5,000噸/年。維生素K3產線位于公司海寧本部;維生素B1產線屬于子公司兄弟維生素,位于江蘇,2019年4月起停產進行整治提升工作,2020年3月收到政府批復原則同意恢復生產;維生素B3及維生素B5產線位于公司江西基地。

 
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