（报告出品方/作者：广发证券，邓先河、罗佳荣、吴鑫然）
一、合成生物学颠覆传统，万亿增量市场未来可期
（一）颠覆性前沿技术，创造美好生活
合成生物学诞生于21世纪初，是生物学、工程学、化学和信息技术等相互交叉融合的新兴领域。合成生物学利用基因组测序、生物工程、化学合成和计算机模拟等技术进行生命设计与合成再造，突破原有生物系统的限制，创造出更加符合产业化的新型生物系统，应用于医药、能源、化工、农业、环境等多个领域，集低碳、可持续、低成本等多优势于一体。作为生物制造产业的核心技术，合成生物学被多个国家认为是颠覆性前沿技术，MIT出版的《TechnologyReview》在年将其选为将改变世界的十大技术之一，《Science》年将其位列为十大科学突破第2名，合成生物学也被称为是继DNA双螺旋发现所催生的分子生物学革命和人类基因组计划实施所催生的基因组学革命之后的第三次生物技术革命。
与传统发酵使用特定的菌种或酶技术相比，合成生物学应用“基因编辑技术”定向改造基因，进而定向创造工业菌种或酶。根据华恒生物与凯赛生物招股书内容，借助合成生物学生产产品的重要环节分别为基因工程、构建高效工程菌、代谢调控、发酵工程放大合成、分离纯化、应用开发。其中，基因工程、构建高效工程菌便是实现工业菌种创制的核心。CBInsights根据所处环节不同将合成生物学相关公司分为基础层与应用层两类，其中基础层主要为技术平台导向型：提供DNA和RNA的测序合成服务、软件服务以及生物体设计与自动化平台；应用层主要为产品导向型：通过构建好的高效工程菌以及代谢调控得到的工艺方案，进行工程放大合成，生产出医药、食品饮料、化工品、消费品等产品。
（二）政策推动+技术进步，产业化进程加速
政策端：合成生物学作为现代生物前沿技术，已经成为各国必争的技术高地，各政府政策频出以促进产业快速发展。世界经济合作与发展组织（OECD）年发布《合成生物学政策新议题》认为合成生物学领域前景广阔，建议各国政府把握机遇：美国早在年便成立合成生物学工程研究中心，美国白宫、国会、国防部、科学院、科学基金会等均发布过相关政策支持合成生物学发展；欧盟、德国、英国、日本等发达经济体也陆续发布政策，其中欧盟《战略创新与研究议程》提出“年循环生物社会”；中国“”、“”等国家重点基础研究发展计划也建立了合成生物学专项，年5月，国家发改委印发《“十四五”生物经济发展规划》，提出在医疗健康、食品消费、绿色低碳、生物安全等重点领域发展生物经济，十四五期间生物经济成为推动高质量发展的强劲动力。
技术端：基因检测技术、编辑技术飞速发展。以合成生物学最基础的基因测序为例，过去20年基因测序的效率大幅提升、成本大幅降低，为合成生物学产业创造了良好的发展基础。第二代测序技术发展出来之后，基因测序成本开始实现断崖式下降，即超摩尔定律现象。对于基因编辑，科学家们手中的工具也越来越多，比如年诺贝尔化学奖获得者德国马克斯·普朗克病原学研究所的EmmanuelleCharpentier博士以及美国加州大学伯克利分校的JenniferA.Doudna博士在基因编辑领域发现的CRISPR/Cas9基因剪刀。
现阶段合成生物学相关技术的发展逐渐由科研探索驱动开始转为工程能力驱动，赋能传统行业，提供高质量解决方案。目前，通过合成生物制造已经成功实现了一批医药、大宗发酵产品、可再生化学与聚合材料、精细化工品、天然产物、未来农产品等重大产品的生物制造，甲醇、甲酸以及二氧化碳等一碳原料利用方面也不断取得进展。
（三）增量市场广阔，投融资规模创新高
合成生物学行业长期将成长为万亿增量市场。据CBInsights数据，年全球生物学市场规模达到了53亿美元，预计到的CAGR为28.8%，将达到亿美元。据全球管理咨询公司McKinsey发布的报告《TheBioRevolution》，原则上全球60%的产品可以采用生物法进行生产，到-年合成生物学每年可以产生约2-4万亿美元的直接经济影响。据Cefic数据和OECD预测，年全球化工品销售额为亿欧元，在未来的10年，全球至少有20%的石化产品可由生物基产品替代。
年合成生物学初创公司融资数量、融资金额高速增长创年以来新高。合成生物技术作为“第三次生物科技革命”的重要载体，产业化进展迅速、市场规模的持续扩大，资本看好、投融资旺盛。据Synbiobeta数据，全年合成生物学初创公司共吸引近亿美元融资，同比增长超过%，与-年融资总额之和接近，公司分布在农业、化工、食品营养、材料、医药健康等领域。
除初创企业数量和风险投资不断创新高外，传统化工与医药巨头也争相在合成生物学领域布局。作为未来可以为传统行业赋能的合成生物学，传统化工（如巴斯夫、赢创）、医药（如拜耳、默克）、能源（如埃克森美孚）等行业巨头也在不断加大对生物科技的研发投入，此外还开展了大量收购与合作，所涉及领域包括底层技术平台、医药、材料、农药、化妆品等。
二、多优势加持，合成生物学竞争力凸显
（一）碳中和：多种生物基化工品减排超60%
碳中和大势下绿色低碳技术迎巨大发展机遇。《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）签订至今，全球已经有欧盟、中国、美国、日本、印度、俄罗斯等50多个国家相继宣布在-年前后实现碳中和的目标，与此同时还有近个国家正在研究制定各自的碳中和目标。
碳排放权交易、碳关税政策逐步完善，生物基产品的碳税成本优势显著。根据世界经济论坛，碳税能够反映碳的社会成本，被视为限制碳排放的重要政策工具——高碳排放的商品，碳税抬高了其价格，进而减少了消费者对它们的需求；现阶段碳税的形式主要以碳排放权交易的形式体现，以欧盟为例，欧盟碳排放交易原则是“CapandTrade”，即首先向重点排放企业发放碳排放配额，配额的盈余企业与短缺单位之间可进行交易。年7月，欧盟委员会通过了碳边境调节机制提案（CBAM），低碳税地区生产的货物须在进口时按欧盟碳税的价格补足碳税，年起在钢铁、水泥、化肥、铝和发电行业率先实施，完整的CBAM将于年生效；碳边境税的实施消除了碳税不同地区的差异。生物基产品减碳效果显著，若以石化基产品碳排放为基础，生物基产品减排的二氧化碳所产生的盈余碳排放权进行交易（数据使用ACS文献中的中性测算50%转化率条件下的碳排放量），则生物基产品具备显著的碳税成本优势，取北京碳排放权价格80元/吨，生物基化工碳税收益占产品价格比例最高达到8%，取欧盟碳排放权价格元/吨，生物基化工碳税收益占产品价格比例最高达到51%。
（二）可持续：原料可持续、产品环境友好
合成生物学技术在原料可持续、产品环境友好两方面助力全球经济可持续发展。石化基化工品及材料在可持续性上面临两个关键问题：其一，原料不可持续，石油、煤、天然气为不可再生资源；其二，产品环境不友好，聚烯烃、聚酯、尼龙等石化基聚合物在被大量使用的同时难以被自然降解进入环境循环体系，塑料污染问题亟待解决。合成生物学技术有望解决上述问题，在原料方面，合成生物学采用可再生的生物质为原料；在产品方面，合成生物学生产过程为生物循环系统，因此产品与自然环境往往具备较好相容性。
生物基产品PLA、MGDA环境友好，符合可持续发展理念。全生物基塑料聚乳酸（PLA）是一种热塑性聚合物，其组成单体是乳酸，是糖经无氧发酵后的产物，也是酸奶和泡菜的酸味来源；聚乳酸的力学性质与聚乙烯、聚丙烯相似，可被加工为吸管等塑料件，使用后可被微生物分解为水和二氧化碳回归自然。基于合成生物学的新一代环保离子螯合剂MGDA（甲基甘氨酸-N,N-二乙酸三钠盐）是年由巴斯夫开发的洗涤剂产品，以丙氨酸为主要原料生产，原料可持续且容易生物降解，相较于传统含磷螯合剂（水质富营养化，多国开始禁用）、NTA（氮川三乙酸，含有潜在的致癌物质，已被多个国家洗涤剂禁用）、EDTA（乙二胺四乙酸，难以在常规的污水厂中被净化）环保优势明显。
可持续产品价格高于普通产品，但仍有相当一部分消费者愿意支付溢价。据ErnstYoung年发布的美国未来消费者指数，可持续产品的价格相较传统产品溢价约39%，消费者中有30%目前已经在购买可持续产品，还有31%计划在未来12个月内增加对可持续产品的购买；此外消费者可持续偏好推动购买决策的调查中，有接近一半会在消费产品时