数据

2019-2020年维生素行业深度报告

2019 年中国维生素出口量为 26.9万吨,同比增长 6.7%,占同年国内产量的 77%,出口增速快于产量增速,主要源于2019 年非洲猪瘟疫情造成的国内需求下降,出口拉动市场;2019 年中国维生素出口金额 28.3 亿元,同比下降16.3%。

1. 维生素行业分析框架

1.1 维生素概念及分类

维生素是人和动物为维持正常的生理功能而必须从食物中获得的一类微量有机物质,在人体生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。这类物质在体内既不能是构成身体组织的原料,也不是能量的来源,而是一类调节物质,在物质代谢中起重要作用。
维生素的化学结构和生理功能是各不相同的,现在被列为维生素的物质有 30 多种,其中已知与生物体健康有关的有 20 多种,常见的有以下 13 种。从化学结构上看,各类维生素之间差异很大甚至毫无关联,因此维生素通常根据物理性质分类,可分为脂溶性维生素(如维生素 A、D、E、K 等)和水溶性维生素(如维生素C、维生素B1、B2、B6、B12、泛酸、PP、生物素、叶酸、胆碱等)两大类,水溶性维生素易溶于水而不易溶有机溶剂,吸收后体内储存很少,过量的多从尿中排除;脂溶性维生素易溶于有机溶剂而不易溶于水,可随脂肪为人体吸收并在体内储积,排泄率不高。

从获取方式上看,维生素可分为天然制品和化学合成品。由于天然维生素受原料和提取技术的限制,产量低、价格高,因此化学合成居主导地位,占维生素总产量的 80%左右。维生素行业各细分品种中,维生素 B 族、维生素 E、维生素 C 和维生素 A 市场份额最大,分别为 33%、30%、21%和 13%,其他维生素市场份额较小,总占比仅 3%。


1.2 维生素行业供给格局特点:多呈寡头垄断格局,中国为主要生产地

维生素的工业化生产始于 1934 年的瑞士罗氏。瑞士罗氏曾经是全球最大的维生素生产厂家,一度占有40%的世界维生素市场。上个世纪90 年代,瑞士罗氏、德国巴斯夫等维生素国际巨头结成“维生素卡特尔联盟”,逐渐垄断了国际市场,赚取了丰厚的利润,而后 1999 年“维生素卡特尔联盟”终结。进入 21 世纪,国际维生素巨头间并购整合不断,同时,鉴于世界主要发达国家环保持续严格监管、打击垄断价格操纵等原因,部分生产企业退出或关停相关维生素生产。维生素行业经过这一系列的整合调整,形成了中国企业、巴斯夫和帝斯曼三足鼎立的格局。


维生素行业进入壁垒较高。第一是技术壁垒,维生素生产涉及复杂的工艺,其工艺原由国际上维生素巨头所垄断,未掌握技术的企业难以完全复制现有维生素生产企业的生产线和工艺参数,同时难以获得制备维生素的关键中间体;第二是资金壁垒,维生素行业是典型的资金密集行业,没有雄厚的资本实力的企业,无法进入维生素行业,即使进入也无法形成有效的规模效应;第三是退出成本壁垒,维生素合成路线较长,且设备多属专用,退出成本很高;第四是品牌壁垒,为保证产品质量,各制造行业企业一般会选择维生素行业中的优秀品牌产品,并与维生素行业中优势制造商建立长期、稳定的合作关系。因此,非本行业企业通常较难以进入维生素行业,各品种基本呈现寡头垄断格局,且行业集中度较高。

我们对各种类维生素及其中间体的行业壁垒进行了统计。13 中常见维生素中,维生素 A、维生素 B7(生物素)、维生素 D3及维生素 E 的中间体合成技术壁垒高,生产企业少,中间体的供应情况可能在较大程度上影响维生素的生产;维生素 A、维生素 B1及生物素本身的合成技术壁垒高,市场难有新进入者。此外,维生素 B1、维生素 B5(泛酸)及维生素 B9(叶酸)合成工艺的环保壁垒高,若无高昂的环保投入,难以进入该行业。

由下表可见,13 种常见维生素中,多数细分种类的市场集中度较高,其中维生素B1、维生素 B2、维生素 B6、维生素 B7及维生素 B9的 CR3达到了70%以上,已形成典型的寡头垄断格局;而维生素 C由于技术壁垒较低,行业产能过剩严重,虽也呈现 5 家厂商掌握主要产能的格局,但行业中小产能过多,产能过剩严重,行业集中度偏低,CR3 仅 43%。


我国维生素工业起源于上世纪 50 年代末,当时主要以生产医药用原料为目的;进入 70 年代,我国已能自行生产若干种 B 族维生素,并研究成功了维生素 C两步法生产工艺;80 年代,我国已基本形成除生物素意外的各种维生素生产体系,但中间体仍依赖进口,产量和规模远不能满足市场需求;90 年代以后,我国维生素和中间体产业均取得了突破性进展。目前我国已成为全球屈指可数的能够生产迄今发现的所有维生素品种的极少数国家之一,同时也是全球最大的维生素出口国之一,生产工艺及产品质量全球领先。

据博亚和讯统计,2010年至今,中国维生素总产量逐步上升,到 2019年达到34.9 万吨,同比增长 4.4%,占全球产量的 77%,维生素整体价格从高位回落,市场价值缩水至 36.7 亿美元。作为全球第一大维生素生产国,中国生产的维生素主要用作出口,2019 年中国维生素出口量为 26.9万吨,同比增长 6.7%,占同年国内产量的 77%,出口增速快于产量增速,主要源于2019 年非洲猪瘟疫情造成的国内需求下降,出口拉动市场;2019 年中国维生素出口金额 28.3 亿元,同比下降16.3%。


根据我们统计,维生素各主要细分种类 2018 年开工率如下图所示,13 个品种维生素的平均开工率约70%。由于 2016-2018年维生素整体景气度高,企业盈利情况好,市场上此前投建的新产能、原有闲置产能或扩建产能在 2019 年逐步释放,如下表所示,除几家大厂商的新建/置换产能外,还有行业新进入者的新建产能将可能对市场格局造成冲击,但即使新建产能能够顺利投产,大部分新工厂在原材料、工艺、成本、营销等方面与原有企业存在差距,市场竞争力不强,仍以低水平重复建设为主,在市场低迷时期将成为“睡眠产能”,维生素行业的寡头垄断格局仍然成立。

1.3 维生素行业需求特点:下游以饲料为主,需求具备刚性特征

维生素上游原料主要是石油化工原料及玉米、大豆等农作物,将上游原料加工为特定的中间体后,再将其生产为维生素。维生素行业相较上游原料石油化工行业及玉米、大豆等供应商来说规模较小,议价能力相对较弱。


据公开资料显示,维生素下游主要有饲料、医药化妆品及食品饮料三个应用方向,其中饲料行业需求占比最大,达到 48%,医药化妆品及食品饮料行业需求占比分别为 30%和 22%。分品种看,多数细分品种下游应用中饲料占比大于 50%,其中维生素 D3、维生素 A 及维生素 B7饲料应用占比最大,超过 80%,而维生素 C 用于饲料的占比非常小,主要应用于食品饮料行业。


虽然饲料为维生素行业最重要的下游需求,但是维生素在动物配方饲料中的添加量却非常少。下表为荷兰帝斯曼对家禽饲料的维生素配方,可见每千克饲料中的单种类维生素添加量通常仅为毫克级别。


据中国产业信息网统计,由于维生素在饲料中的添加量很少,其成本占比仅为 2%,因此饲料行业对维生素价格敏感度较低,维生素产品拥有很高的价格弹性。由下表可见,维生素各主要细分品种 2010 年至今均有过超过 100%的价格涨幅,维生素 A、维生素B5和维生素 B9的最大涨幅甚至超过1000%。维生素的涨价原因通常来源于供应端,而供应端除不可抗力影响外,最常见的影响因素为环保因素。

饲料行业中市场份额最大的是猪饲料,2018 年猪饲料产量占比为 43%,因此猪饲料是维生素最重要的下游消费领域之一。1995 年-2019 年,全球饲料总产量同比增速基本维持在 1%-4%范围,近 5 年平均增速为 2.84%,整体较为稳定。动物饲料为全球维生素行业最为主要的下游应用,饲料行业稳定增长使得维生素行业需求具有一定的刚性。


在全球饲料产量稳定持续上升的情况下,2019 年亚太地区饲料产量较 2018 年下降 5.5%,主要是受非洲猪瘟影响,亚太地区猪料主产国中国和越南跌幅最大,分别为 35%和 21%。


据公开资料显示,2020 年 3 月以来,全国共报告 13 起非洲猪瘟疫情,其中 12 起涉及家猪、1 起涉及野猪,12 起疫情一共扑杀 1313 头家猪,去年同期发生 24 起非洲猪瘟疫情,扑杀 24.02 万头生猪,2020 年疫情影响面明显弱于 2019 年。

此外,针对目前国内生猪养殖行业面临的困境,国家从政策层面入手提供了诸多支持。2019 年 7 月 3日,国务院办公室发布“关于加强非洲猪瘟防控工作的意见”,提出深入推进生猪标准化规模养殖,逐步降低散养比例;加大对生猪生产发展的政策支持力度;加快生猪产业转型升级。2019 年 8 月21 日,国务院总理李克强主持召开国务院常务会议,确定稳定生猪生产和猪肉保供稳价措施。会议强调,地方要立即取消超出法律法规的生猪禁养、限养规定,发展规模养殖,支持农户养猪。2020 年 2 月 5 日,新华社发布“中共中央国务院关于抓好“三农”领域重点工作确保如期实现全面小康的意见(2020 年 1 月 2 日)”,该文件指出确保 2020 年年底前生猪产能基本恢复到接近正常年份水平。

综上,2020年国内非洲猪瘟疫情影响面可能明显弱于 2019 年,且政策大力扶持生猪养殖行业脱困,国内猪饲料需求有望回暖,进而拉动饲用维生素需求。

1.4 维生素行业运行特点:周期性强,寡头形成“价格同盟”

维生素行业属于周期性行业,行业寡头垄断生产格局下,供应方对市场有极大的话语权,主要生产企业形成定价默契,尤其是市场低迷时行业内“价格同盟”强势有效。

在行业格局及盈利情况稳定时,行业寡头之间互不侵犯,市场难有新进入者;一旦偶发企业生产事故或运动式环保检查导致行业产能被动明显收缩,相关产品价格暴涨,寡头稳步提价,市场开始出现新进入者,但由于新进入者在原材料、成本、工艺等方面并不具备优势,其公布新建产能所带来的预期效应通常大于实际产能投放时对原有市场产生的冲击;当停产产能恢复生产,相关产品价格将回落,或者当新增产能投放时,相关产品“价格战”开启,价格下降,直到形成新的竞争格局,产品价格才继续稳定运行。

1.5 新冠肺炎疫情对全球维生素行业的影响(略)

2. 维生素 A 行业

维生素 A 是一种脂溶性维生素,又称视黄醇或抗干眼病因子,是构成视觉细胞中感受弱光的视紫红质的组成成分,其化学式为 C20H30O。维生素 A 具有维持正常视觉功能,其是维持骨骼正常生长发育、促进生长与生殖必不可少的重要化合物。

2.1 柠檬醛为维生素 A 重要中间体,全球仅 3 家供应商

维生素 A 产业链中,维生素 A 本身处于中游环节,其上游产品为以柠檬醛为原料制成的 β-紫罗兰酮,下游为饲料、医药、食品等产业。


柠檬醛是生产维生素 A 的关键原料,其分子式为 C10H16O,可从精油中分出,也可从工业香叶醇(及橙花醇)用铜催化剂减压气相脱氢得到,或可从脱氢芳樟醇在钒催化剂作用下合成。目前全球仅有德国巴斯夫、中国新和成和日本可乐丽三家企业能够生产柠檬醛,总产能为 5.3 万吨/年,巴斯夫为最主要的生产商,占全球 70%以上的市场份额。

未来全球柠檬醛扩产主要集中于巴斯夫和万华化学,预计建设产能分别为 10,000吨和 40,000吨,投产时间暂时未知。

需求方面,柠檬醛的主要下游为维生素 A、薄荷醇、维生素 E、紫罗兰酮系香料、柠檬香精等。2018年,柠檬醛全球消费量约为 4 万吨,国内消费量约为 1.2 万吨。


虽然维生素 A可以从动物组织中提取,但资源分散、步骤繁杂、成本高,目前维生素 A主要依靠化学合成。目前工业化生产维生素 A 的工艺主要有两种:Roche(C14+C6)合成工艺和 BASF(C15+C5)合成工艺。

Roche(C14+C6)工艺技术成熟、收率稳定、各反应中间体的立体构型比较清晰、不必使用很特殊的原料,但其缺陷是原辅材料数量多达 40 种,反应步骤多导致整体收率较低,同时需要使用 HCL 气体,容易造成设备腐蚀。该工艺是目前维生素 A 的主要合成方法,代表企业有帝斯曼、新和成及金达威。


BASF(C15+C5)工艺反应步骤少、工艺路线短因此收率较高,但其核心技术难点 Witting 乙炔化反应条件严苛,且该工艺中用到的三苯基膦价格较高,若再生使用还需用到剧毒的光气,这对工艺和设备提出严苛的要求,该工艺的代表企业为巴斯夫、浙江医药及安迪苏。

2.2 技术壁垒高,供应端格局稳定

由于维生素 A合成工艺复杂,技术壁垒高,中小企业难以进入,全球产能基本集中在新和成、帝斯曼、巴斯夫、浙江医药、安迪苏和金达威 6 家供应商手中,呈现寡头垄断格局,行业CR4高达 78%。供需方面,2018 年全球维生素 A总产能约为3.7万吨,需求约2.7万吨,需求/产能比约为73%,处于相对紧平衡状态。


目前全球有维生素A扩产计划的有两家厂商,分别为巴斯夫和金达威,巴斯夫1500吨产能(280万IU/g)预计 2020年投产,折合维生素A(50 万 IU/g)8400 吨,金达威 800 吨产能(250 万 IU/g)预计 2021年投产,折合维生素 A(50 万 IU/g)4000 吨,届时全球维生素A(50 万 IU/g)产能将达到近 5 万吨/年。

2.3 国内销售以内需为主,疫情影响下价格可能继续升高

维生素 A下游主要用于饲料,占比超过 80%,饲料需求中最主要的为猪饲料,占维生素 A 饲料消耗中的 40%,其次为肉禽料和蛋禽料,分别占 30%和 15%。


据中国产业信息网统计,2018年全球维生素 A 需求量约 2.7万吨,较 2017 年增长约5%,需求/产能比约为 73%。我们假设2019 年-2021年维生素 A 需求量仍以 5%的增速增长,则到 2021 年全球需求量约能达到 3.1 万吨,届时需求/产能比降至 63%。


由下图可见,2013年至今国内维生素 A 行业始终处于净出口状态,国内产量能够满足国内需求。截至2018 年,国内维生素 A产能为 1.85 万吨,同年净出口量则约为 0.3 万吨,约占国内产能的 16%,说明国内维生素 A 销售以内需为主。


下图为近 5 年来国产维生素 A(50 万 IU/g)的价格走势,维生素 A 价格在该时间段内发生过若干次较大的波动。

(1)2015 年 12月,维生素 A生产厂商 DSM 停产检修,下游库存出清,同时2016 年 1月下游刚性需求回暖,1 月 19 日,新和成提价至 180 元/kg,维生素 A 价格大涨,2016 年 3 月 BASF 柠檬醛持续供应紧张催化了这一轮涨价,高价维持在 320元/kg 至360元/kg,2018年 8 月后下游需求转弱,维生素A 价格回落;价格回落过程中,2016 年 10 月 BASF 发生爆炸导致维生素 A 价格出现小幅回升,但未改变价格的回落趋势;

(2)2017 年下半年,DSM 设备检修,BASF 率先提价,而后又叠加 BASF 不可抗力在很大程度上影响全球柠檬醛供应,维生素 A 价格暴涨,国内维生素 A(50 万 IU/g)价格一度涨至 1400 元/kg;2018 年 4月 BASF 柠檬醛产线修复完成后,维生素 A 价格逐步回落;

(3)2019 年 4 月,DSM 瑞士工厂因废水处理的菌种被污染,停产 2~3 个月,使得供给端受影响,推动价格上涨;2019 年 6 月,巴斯夫德国工厂LutavitA1000 和 LutavitA/D3因生产最后一步有问题停产;2019年 8 月 29 日,BASF 宣布德国工厂维生素 A(100 万 IU)预计在 11 月恢复生产,但四季度开工率将保持较低水平,2020 年一季度产量会有所恢复,但整体而言,产量会低于正常水平。同时,2020 年下半年将会有停产计划(扩建维生素 A 生产线);

(4)目前,新冠肺炎疫情对国内影响已减弱,但国外疫情仍然未到拐点,维生素 A属于国外产能占比较大的品种,全球供应仍然紧缩,叠加 BASF 总部员工中已有确诊病例,供应可能受到持续影响,价格有望继续走高。

3. 维生素 B 行业

维生素 B属于水溶性维生素,人体无法自行制造合成,必须额外补充。维生素 B包括维生素 B1、维生素 B2、维生素 B6、维生素 B12、烟酸、泛酸、叶酸、生物素等,可以帮助维持心脏、神经系统功能,维持消化系统及皮肤的健康,参与能量代谢,能增强体力、滋补强身。

3.1 维生素 B1:供给端相对稳定,疫情对开工影响逐渐减弱

维生素 B1又称硫胺素或抗神经炎素,是最早被人们提纯的水溶性维生素,由真菌、微生物和植物合成,动物和人类则只能从食物中获取,具有维持正常糖代谢的作用。缺乏维生素 B1将导致脚气病及神经炎。


维生素 B1由嘧啶环和噻唑环通过亚甲基结合而成,合成路线可以分为两大类:汇聚式和直线式。汇聚式路线由于其中间过程收率较低,工业化生产路线受到限制,因此工业上主要采用的是直线式路线。


维生素 B1属于小品种,全球总产能约为 1 万吨/年,主要供应商为天新药业、华中药业、兄弟科技、新发药业和帝斯曼,CR4 达到93%,行业集中度高,呈寡头垄断格局。维生素 B1生产工艺复杂,且环保严格,不存在较大的恶性竞争,难有新进入者,供给端情况相对稳定,寡头间对产能控制和价格维护有较好默契。

5 家维生素 B1主要供应商中有 4家为中国企业,中国产能占全球产能的 93%,其中兄弟科技为 A股上市企业,占有约 20%市场份额,其子公司兄弟维生素因对安全环保水平进行整治提升而停产近一年,对全球维生素 B1的供应端造成了一定影响;华中药业位于湖北省襄阳市,受本轮新冠疫情影响,湖北省企业复工时间将相对较晚,其维生素B1产能超过 3000吨/年,一度使得全球维生素B1供需进一步收紧。目前兄弟维生素已收到回复生产批复,疫情对国内企业生产的影响也已削弱,维生素 B1供应端逐渐恢复常态。


维生素 B1下游主要用于饲料添加剂、医药化妆品及食品三个领域,占比分别为 37%、51%和 12%,其在下游应用中的添加量均较小,因此下游需求刚性。据中国报告网 2019 年统计,维生素 B1全球总需求量约 7,000 吨,需求产能比约 70%。


据海关总署统计,2000 年至今,除 2002 年、2008 年、2014 年及 2018 年由于金融危机、环保问题供应受限及经济疲弱等原因出口量下降之外,我国维生素 B1出口量基本呈现连续上升的趋势,维生素 B1国外需求量稳步提升。2019 年我国维生素 B1共出口7137.24 吨,占全球总需求量的 79%。

由于维生素 B1市场需求的稳定性及刚性特征,其价格主要受供给端情况影响。除各供应商生产线遭遇不可抗力停产外,由于维生素B1的生产伴随着工业废水的排放,需经过严格的处理,在环保督察过程中可能面临生产线关停整改的风险,环保政策也是影响维生素 B1 供应情况的重要因素。下图可见,维生素 B1的大幅涨价均与突发事件或环保政策有关。2011年受洪水影响,华中药业和江西天新生产受限,价格在200元/kg 的高位维持 11 个月后回落;2015 年 6 月起,受环保因素影响,厂家减量生产,维生素 B1价格开始回升,尤其是在 2017 年维生素 B1 价格曾因环保因素出现一轮暴涨,后期随着整改完成厂家恢复生产,价格回落;2020 年维生素B1价格再次出现暴涨,主要原因为本轮新冠疫情使得各供应商推迟复工复产,尤其是占全球产能 30%的华中药业位于湖北省襄阳市,受影响程度更大;叠加兄弟科技第一季度仍然处于停产状态,维生素 B1市场供应紧张。


据公开信息显示,经过一系列全面复工复产准备后,华中药业从 3 月 16 日开始陆续复工复产,此外,从事维生素 B1生产业务的兄弟科技子公司也已获当地政府批复原则同意开工。后续维生素 B1的供应端将逐步放松,目前国产维生素 B1价格已开始回落。

3.2 维生素 B2(核黄素):壁垒较低,中小供应商多为“睡眠产能”

维生素 B2又称核黄素,微溶于水,为体内黄酶类辅基的组成部分(黄酶在生物氧化还原中发挥递氢作用),当缺乏维生素 B2 时,机体的生物氧化将受到影响,使代谢发生障碍。其病变多表现为口、眼和外生殖器部位的炎症,如口角炎、唇炎、舌炎、眼结膜炎和阴囊炎等。体内维生素 B2的储存是很有限的,因此每天都要由饮食提供。

目前工业上应用较多的维生素B2生产方法有酵母菌发酵法、基因工程菌发酵法、化学合成法和化学半合成法,其中化学合成法具有颇多难以解决的问题,已完全被取代,而两种生物发酵法则为世界主流供应商主要采用的生产方法。传统的酵母菌发酵法主要以棉病囊菌(Ashbya gossypii)、枯草芽孢杆菌(Bcillus subtiltis)和阿舒氏假囊酵母(Eremo-thecium ashbyii)等作为核黄素生产菌种,工业生产中主要以阿舒假囊酵母为生产菌种;基因工程菌发酵法则运用 DNA重组技术构建出能够过量合成核黄素的基因工程菌,取代原先使用的酵母菌。维生素 B2的工业发酵一般为二级发酵,发酵液先沉淀再氧化进行分离提纯。玉米是发酵生产维生素 B2的主要原料,约占生产成本的 50%以上。

维生素 B2属于小品种,全球总产能约为 1.1万吨/年(按80%粉计),主要供应商为广济药业、帝斯曼、巴斯夫及海诺嘉,行业集中度高,呈寡头垄断格局,其技术难度、进入壁垒一般,新加入者包括神丹生物、黄河龙生物等,但多为“睡眠产能”。圣达生物于 2018 年收购通辽圣达,具备1,000 吨/年维生素 B2产能。

维生素 B2下游需求主要包括动物饲料、食品添加剂及医药等,占比分别为 64%、32%和 4%。据农博网统计,2019 年全球维生素B2市场总需求约7,000 吨,每年增长率约为 3-5%,国内市场年需求约 2,000吨,由于饲料用途比例较高,所以有一定的周期性。全球维生素 B2需求产能比为 70%,而实际上国内若干小厂商(山东恩贝、河北圣雪、宁夏启元等)产能多为“睡眠产能”,在维生素 B2价格低迷时基本为停产/半停产状态,实际产能过剩情况更为严重。


根据海关总署的统计数据,中国维生素 B2出口数量整体呈上升趋势,2019 年我国出口维生素 B2达到3,285.27 吨,占全球总需求量的 47%中国是维生素B2生产及出口大国,因此,中国维生素 B2进口规模明显低于出口规模,2019 年进口数量仅为 571.81 吨,占国内需求量的 29%。


2007 年维生素 B2价格曾因韩国巴斯夫工厂罢工停产而经历过一轮暴涨,国内维生素 B2市场报价一度高达 850元/kg,此后随着巴斯夫复产及全球金融危机导致经济低迷,维生素 B2价格迅速下跌至100-150 元间,且价格低位震荡持续了长达 7 年,叠加 2009 年-2014 年国内玉米及玉米淀粉在国家收储保护政策下价格维持高位,维生素B2生产商经历了一段成本压力巨大的时期,竞争力弱的中小厂家退出市场竞争,据农博网统计,广济药业由于规模效应和技术优势,维生素B2生产成本约为 110 元/kg;而诸多“睡眠产能”厂商的生产成本较高,一般为 140 元/kg。

随着中小产能退出市场,市场供需格局改善,玉米收储制度改革加之环保限产导致产能收缩、供应商发货紧张,维生素B2在 2016 年-2017 年出现了比较大幅的价格波动。目前,维生素 B2的价格约 100 元/kg,处于历史低位,由于行业内“睡眠产能”较多,供需格局变动空间较大,价格向上动力不足,但仍需关注本轮新冠肺炎疫情对开工的影响,若疫情持续时间长,全球生产受阻周期长,仍将促使生产商提价。


3.3 维生素 B3(烟酸):受百草枯禁令制约,烟酸价格有望维持高位

烟酸属于维生素B3,又称尼克酸、抗癞皮病因子,可溶于水,主要存在于动物内脏、肌肉组织,水果、蛋黄中也有微量存在,是人体必需的 13种维生素之一,属于维生素 B 族。目前,烟酸主要用于饲料添加剂,可提高饲料蛋白的利用率,提高奶牛产奶量及鱼、鸡、鸭、牛、羊等禽畜肉产量和质量。烟酸还是一种应用广泛的医药中间体,以其为原料,可以合成多种医药,如尼可刹米和烟酸肌醇酯等。此外,烟酸还在发光材料、染料、电镀行业等领域发挥着不可替代的作用。


合成烟酸的基本原料有 3-甲基吡啶(3-MP)、 2-4 甲基-5-乙基吡啶、6-羟基喹啉和喹啉等, 应用最多的是 3-MP。从烟酸的合成方法分类,一般分为以硝酸、高锰酸钾等作为氧化剂的试剂氧化法,以氨气和空气作为氧化剂的氨氧化法,空气直接氧化法,电解氧化法,生物转化法和吡啶羟基化法等。


如上文所述,维生素B3的主要原材料为 3-甲基吡啶,3-甲基吡啶经过反应得到 3-氰基吡啶,最终得到烟酰胺/烟酸。3-甲基吡啶是重要的化工原料和有机中间体,广泛用于农药、医药、香料、染料、日用化学品、饲料添加剂等精细化工行业, 其中生产烟酸和烟酰胺是 3-甲基吡啶的主要消费领域。目前,3-甲基吡啶的合成以化学合成法为主,最早期的煤焦油提取法已基本被淘汰。


由于 3-甲基吡啶和吡啶为伴生产物,据公开资料显示,全球约 80%的 3-甲基吡啶由吡啶生产企业供应;而吡啶主要用于生产百草枯,在百草枯禁用的背景下,吡啶开工率大幅下滑,连带 3-甲基吡啶生产量减少,供需收紧,价格上涨。上游材料价格上涨带动维生素B3企业生产成本上升、部分企业停产减产,产品价格上涨。

3-氰基吡啶是一种重要的精细化工中间体,是生物医药、农药和饲料工业的原材料。3-氰基吡啶最重要的用途是经水解制备烟酸或烟酰胺,其产量几乎占到世界总产量的 60%;还可以用于制备维生素 B、强心剂、治疗外周血管扩张的烟醇、能够降低血清中胆固醇浓度的烟酸铬、杀虫剂吡蚜酮等。目前,工业上主要采用3-甲基吡啶氨氧化法生产 3-氰基吡啶, 即在催化剂作用下,3-甲基吡啶与NH3 和 O2 反应生成目标产物。


凡特鲁斯和吉友联为世界上最大的两家吡啶生产商,能够同时提供生产维生素 B3所用的甲基吡啶,瑞士龙沙则能够生产 3-甲基吡啶供自用。过去国内维生素B3产业受到 3-氰基吡啶、3-甲基吡啶环节制约,是国内本土企业唯一尚未大规模生产的维生素品种;近几年随着中间体供应问题的解决,国内维生素 B3企业正加快崛起。国内维生素 B3生产商中,兄弟科技具备 3-氰基吡啶生产能力,3-甲基吡啶仍需对外采购;泓达生物具备吡啶、3-氰基吡啶生产能力;另外,据公开资料显示,崴尼达、爱迪亚等公司采取的工艺同传统路线不同,全新工艺并不受 3-甲基吡啶供应量的限制。

目前全球维生素 B3的名义生产能力超过 10 万吨,国外供应商主要有瑞士龙沙、美国凡特鲁斯及印度吉友联,共占全球产能的 60%以上;国内供应商主要包括兄弟科技、四川崴尼达、山东泓达等,其中兄弟科技产能相对较大,超过 1 万吨/年。2018年维生素 B3全球产量约 6.5万吨,全球开工率仅约 58%,产能过剩情况较为显著。

维生素B3最主要的下游应用领域是饲料,占比67%;其次为医药化妆品和食品,占比分别为20%和13%。据莫尼塔研究统计,近年来维生素 B3 全球年需求量约为 6 万吨,则根据我们的测算,全球需求/产能比为53.57%,明显供过于求。


国内维生素 B3价格曾在2007-2008年到达150 元/kg 的高峰,此后由于供给端兄弟科技、吉友联、爱迪亚等企业的的大幅扩产,维生素 B3价格由2011 年下半年起迅速回落至40 元/kg左右,并在2012-2015年维持低位震荡。2016 年维生素 B3价格经历一轮反弹,主要是由于上游原料 3-甲基吡啶的供应收紧;2018 年至今维生素 B3价格又一次进入上涨通道,主要原因仍然是上游 3-甲基吡啶的涨价。2020年,若百草枯市场仍然偏弱,则 3-甲基吡啶的开工仍然偏低,维生素 B3的价格有望继续稳中有升。其维生素 B3 属于国外产能占比较高的品种,国外新冠肺炎疫情的发展可能使得全球开工率偏低,推动维生素 B3价格继续走高。

3.4 维生素 B5(泛酸钙):新进入者尚未满产,泛酸钙供需格局较为紧张

维生素 B5又称为泛酸或遍多酸,具制造抗体功能,在维护头发、皮肤及血液健康方面亦扮演重要角色。缺乏泛酸可导致血液及皮肤异常,产生低血糖。泛酸具有旋光性,仅 D 型具有生物活性,其广泛分布于生物界,动物肝、肾、肌肉、脑和蛋黄、苜蓿、酵母、麸皮、绿叶植物都富含泛酸。

泛酸不稳定,易被酸、碱、盐、热破坏,而且呈粘稠油状,极易吸湿,因此不能直接添加于饲料中,常用的制剂是泛酸钙。泛酸的合成分为化学法和微生物酶拆法,化学法中,D-泛酸钙的合成分为 β-氨基丙酸(中间体)、D-泛解酸内酯(中间体)及泛酸钙的合成三大工序,主要原料有异丁醛、丙烯腈等,属于石油化工产品。原材料成本占泛酸钙生产成本的 60%左右,因此原材料价格对于泛酸钙价格的影响较大。此外,在 D-泛解酸内酯的合成过程中会生成含氰废水,这部分污染的环保压力较大。


泛酸生物合成途径包括四种酶,分别是酮泛解酸羟甲基转移酶(PanB)、酮泛解酸还原酶(PanE)、L-天冬氨酸-α-脱羧酶(PanD)和泛酸合成酶(PanC)。微生物酶法拆分DL-泛解酸内酯具有成本低、环境友好等特点。


据公开资料显示,全球共 6家维生素 B5生产商,总产能约为2.8万吨,6 家供应商中 4 家为中国企业,国内产能占全球近 80%的份额。亿帆医药为维生素 B5最大供应商,采用酶生物拆分法进行生产,据公司 2018年年报称,公司原料药维生素 B5 及原 B5 产品 70%以上销往欧美等多个国家和地区,全球市场占有率40%-45%,稳居龙头地位。兄弟科技属维生素 B5市场新进入者,产线暂未达到满产状态。


据中国产业信息网统计,维生素 B5下游需求主要分为三个方向,分别为动物饲料、食品添加剂及医药原料药,其中动物饲料占比最大,达到 75%,由饲料行业主导的下游需求较为刚性。


我国农业部第 1224 号公告规定,D-泛酸钙在配合饲料或全混合日粮中的推荐添加量(以维生素计):仔猪、育肥猪 10~15mg/kg,肉仔鸡、产蛋鸡 20~25mg/kg,鱼类 20~50mg/kg,成年反刍动物瘤胃和肠道能合成一定量的泛酸,不易发生缺乏症,但幼龄反刍动物一般需要在日粮中补充泛酸。


维生素 B5需求量较为稳定,据公开资料显示,2013-2017 年全球维生素B5需求量基本稳定在 2 万吨左右,2017年全球总产量约为 2.1 万吨,若不考虑兄弟科技的新进入产能,全球维生素 B5开工率达到 90%以上,供需格局较为紧张,在需求端变化不明显的情况下,产品价格主要受供应端开工情况影响。

维生素 B5价格在 2016 年之前总体比较稳定,2015 年开始环保相关事件频发,使得由于含氰废水本就承受较大环保压力的维生素 B5受到较大影响。据莫尼塔研究统计,2015 年天津爆炸事件加上山东省内的多次事故导致维生素 B5最主要产区之一的山东省环保监督越发严格,维生素B5供应商开工受到一定影响,受影响的产量达到全国产量的近 50%,造成国产维生素 B5价格由 60 元/kg 左右上涨至近 300 元/kg。2017 年山东省维生素 B5供应商先后因环保核查和化工厂爆炸事故安全整顿而停产,叠加渠道端对兄弟科技新增产能释放持有乐观态度而普遍备货不足,使得维生素B5价格急速上涨至历史最高价 750 元/kg,此后随着山东企业复产,维生素B5价格回落。2019 年上半年受环保安全事件及原材料价格上涨等影响,产能供应相对紧缺,维生素 B5价格再次上涨并随后稳定在 370 元/kg 左右。未来由于全球供需格局仍然偏紧、国内环保督察常态化及新冠肺炎疫情全球蔓延可能对国外部分产能造成更长时间的影响,维生素 B5价格下降压力不大,可能保持目前的较高位置震荡。


国产维生素 B5主要用于出口,据海关总署统计,2019 年我国维生素 B5出口量为 13,231.54 吨,较 2018年下降近 15%,主要是由于非洲猪瘟、禽流感等原因导致养殖行业对饲料的需求下降;但总的来说,国产维生素 B5出口量整体呈现稳定增长趋势。

3.5 维生素 B6:生产格局及价格均较为稳定

维生素 B6又称吡哆素,其包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺三种易于转换的吡啶衍生物,市场上主要以烟酸吡哆醇形式出售。维生素 B6在体内以磷酸酯的形式存在,是一种水溶性维生素,遇光或碱易破坏,不耐高温,其在酵母菌、肝脏、谷粒、肉、鱼、蛋、豆类及花生中含量较多,为人体内某些辅酶的组成成分,参与多种代谢反应,尤其是和氨基酸代谢有密切关系,缺乏维生素B6将导致肌肉痉挛及过敏性湿疹,临床上还应用维生素 B6制剂防治妊娠呕吐和放射病呕吐。


目前,工业上通常采用化学合成法生产维生素 B6,化学合成法又分为吡啶酮法、噁唑法、炔基醚法和微生物法。噁唑法为工业上采用的主流方法,目前的研究也多集中于噁唑法合成工艺的改进,这种方法具有原料易得、收率高、生产成本相对较低等优点。


目前全国维生素 B6的生产能力达到 9,000 余吨,为全球第一大生产国 2018 年全球维生素 B6全球总产量为 7,970 吨,其中中国厂商生产超过6,000 吨,年产量占全球 81%份额;帝斯曼虽然是荷兰企业,但其维生素 B6生产基地同样位于中国。

据中国产业信息网统计,维生素 B6区域市场分布与下游应用领域企业的分布具有较大的契合性。从维生素 B6的下游应用企业分布来看,下游应用企业主要分布在华东、华南和华北地区,维生素 B6的需求市场也主要集中在华东、华南、华北等地区。一是考虑到远距离运输会造成相应的不便,二是配送成本及效率问题。

维生素 B6下游主要用于医药、食品保健、饲料等领域,目前国际上饲料添加剂中维生素 B6的用量很大,已超过医药方面的用量。我国作为维生素 B6 的最大生产国,维生素 B6 出口量整体呈逐年上升趋势,2019年出口量达到 6,422.90 吨,为历史新高。


由于维生素 B6行业生产格局相对稳定且集中,其价格在通常情况下较为稳定,在 150 元/kg 上下震荡,2010 年至今出现过几次价格大幅波动均与环保政策有关。2011 年部分生产企业受环保政策影响减产停产或转向出口供应,国内市场短期出现供应不足的情况,维生素 B6价格因此一度上涨至 350 元/kg 左右;2015年年中广济药业曾因环保问题停产,带来了一波涨价行情;2016 年之后,全国环保督察的进行对维生素 B6的开工造成了较大的影响,价格一路飙升至 550 元/kg。目前,维生素 B6价格仍然在 150 元/kg 上下震荡,2020 年年初由于新冠肺炎疫情的原因,国内生产厂家或多或少存在延迟复工复产的情况,开工受到影响,维生素 B6价格出现小幅上涨,目前国内复工复产节奏较快,维生素 B6价格已企稳并出现回落。

3.6 维生素 B7(生物素):多家供应商停产减产,景气度高

维生素 B7又称生物素、维生素H、辅酶 R,是水溶性维生素。它是合成维生素 C的必要物质,是脂肪和蛋白质正常代谢不可或缺的物质。生物素在肝、肾、酵母、牛乳中含量较多,是生物体固定二氧化碳的重要因素。生物素容易同鸡蛋白中一种蛋白质结合,大量食用生蛋白可阻碍生物素的吸收导致生物素缺乏,如脱毛、体重减轻、皮炎等。生物素在脂肪合成、糖质新生等生化反应途径中扮演重要角色。


D-生物素目前的大生产工艺主要以Sternbach 合成路线为基础,现行的工业化生产方法在此基础上进行改进。生物素具有三个手性中心,分子结构复杂,技术要求高,合成工艺属不对称合成,其工艺路线长,对反应的要求高,生产难度极大,壁垒高,且从投料到出品需要一个月的时间,使得生物素市场不容易有新进入者,并且生物素产品一旦涨价,将具有一定的持续性。


目前全球生物素纯品的生产能力达到 400 吨/年以上,几乎全部集中于中国的 6 家供应商,占全球 97%以上的市场份额。在生物素领域,圣达生物是全球最大的供应商,生物素纯品产能为 160 吨/年,产销量和出口额连续多年位居第一,产品在全球的市场份额约 30%。目前 6 家供应商中有 4 家产能释放受到限制,仅圣达生物和新和成两家在正常生产,据公开资料显示,停产产能达到总产能的 35%以上,对行业供需格局影响较大。


生物素主要应用于饲料添加剂,占总需求的 80%左右,此外还应用于医药及食品饮料领域。近年来饲料结构的升级推动饲料添加剂的较快发展,进而带动了上游产品生物素的较快增长,根据博亚和讯统计,2010-2018 年期间,全球生物素需求量从 150 吨增长到 230 吨,年复合增长率为 5.49%,其中国内需求增速显著大于国外需求增速。


2010 年至今,国产生物素(2%)价格经历了多轮上涨,以 2011-2012年、2017-2018年级 2019 年底至今三轮涨幅最为明显。2011 年 4 月,浙江医药发生毒气泄漏事件,停止生物素供应,供给收紧,其他供应商提高生物素报价;2012 年随着浙江医药的复产及安徽泰格加入市场竞争,价格逐步回落。2017 年,环保等问题持续影响到原料和产品的生产,造成价格阶段性反弹;2018 年随着产能的恢复,生物素的价格到达历史最低位。2019 年浙江医药及海嘉诺受响水爆炸事件影响持续停产,与此同时,安徽泰格和科兴生物分别因为专利纠纷和产线搬迁影响生物素生产,生物素供给端遭到重大影响,价格一度飙升至 325 元/kg,较最低点上涨 600%以上,目前生物素价格仍然在最高位震荡。未来,待生产受到影响的几家供应商逐步恢复生产,市场供需逐渐平衡,生物素价格将逐步回落。


3.7 维生素 B9(叶酸):严重产能过剩,低价下需求量有望回升

叶酸又称维生素 B9、抗贫血因子、VBe、蝶酰谷氨酸等,是一种水溶性维生素,因绿叶中含量十分丰富而得名。叶酸在蛋白质合成及细胞分裂与生长过程中具有重要作用,对正常红细胞的形成有促进作用。缺乏时可致红细胞中血红蛋白生成减少、细胞成熟受阻,导致巨幼红细胞性贫血。

国内现有厂家叶酸合成主要是以对氨基苯甲酰- L-谷氨酸、三氯丙酮和 2,4,5-三氨基- 6-羟基嘧啶硫酸盐为原料。这种方法制备叶酸会产生大量酸性有机废水,并且三氯丙酮制备提纯后会剩余大量高氯丙酮废液污染环境,环保压力较大。


叶酸产能最初是由德国拜耳、瑞士罗氏和美国默克等大公司所垄断,近年来国外大公司均已退出叶酸市场竞争,目前全球叶酸供应几乎全部来自于中国,主要供应商包括常州牛塘化工、新发药业、常州新鸿医药化工、河北冀衡药业、常州康瑞化工及圣达生物,总产能近3500吨。根据博亚和讯统计,2018 年全球供应格局中,新鸿医药、牛塘化工、天新药业、圣达生物、新发药业叶酸(折纯)产量分别为 450吨(25%)、420 吨(23%)、 400 吨(22%)、 320 吨(18%)、 70 吨(4%),合计 1660 吨,占全球产量的 92%。


叶酸全球需求量随叶酸价格的变化而有较大的波动性。在成本上涨、环保要求日益严格的情况下,由2014 年起,部分叶酸企业减产停产或退出市场,市场供应量下降,叶酸价格开始上涨。2015 年,环保因素导致部分叶酸供应商大幅减产,国内叶酸产量大幅下降,叶酸价格继续飙升至 3000 元/kg 以上,在价格高压下,下游饲料调配进行调整,仅在种畜中保留刚性添加,在家禽等饲料中几乎不再添加,进而导致 2015年叶酸的整体需求规模大幅下降;与此同时,叶酸价格高企吸引 10 余家新产能进入,对供需格局造成冲击,叶酸价格迅速回落,叶酸市场需求量随之有一定回暖。此后由于环保影响因素仍在,价格在保持的同时仍有小幅波动。


基于上述分析及数据,叶酸目前需求/产能约为 40%,行业开工率约为 51%,需求/产量约为 78%,明显供过于求,且主要供应商均位于国内,目前国内稳步复工复产,疫情对制造业的影响趋弱,价格向上动力较弱,可能继续保持低位震荡。

3.8 维生素 B12:厂商主要集中于河北,供应格局主要受当地环保政策影响

维生素 B12又叫钴胺素,是一类含钴的咕啉类化合物的总称,羟基钴胺素、氰基钴胺素、脱氧腺苷钴胺素和甲基钴胺素是维生素 B12 的主要存在形式。维生素B12是自然界中由生物合成的最为复杂的小分子物质,它参与人体细胞代谢,影响 DNA 的合成与调节,还参与脂肪酸的额合成和能量的生成。


由于高等动物和植物自身不能合成维生素 B12,虽然已有研究者在 19世纪已完成了维生素B12的全化学合成,但由于化学合成法过于复杂且成本昂贵,因此全球几家主要供应商的维生素 B12 都是借助于微生物的发酵来获得。目前,主要是通过利用费氏丙酸杆菌和谢氏丙酸杆菌的厌氧发酵,以及利用脱氮假单胞菌的好氧发酵来进行维生素 B12的工业生产。

据公开资料显示,全球维生素 B12产能约为 110 吨,生产主要集中于中国,截至 2018 年,中国共颁发了 13 张维生素 B12 的 GMP 证书,主要生产企业有四家,包括华北制药、河北华荣、河北玉星、宁夏金维,这四家公司的产能、产量以及出口量占据全国 90%左右,其中河北玉星为全球最大的维生素B12供应商,占全球维生素 B12产量近 70%的份额,2017 年折纯实际产量达到 35 吨。


维生素 B12除了医用(含 OTC 药物),还大量用于动物饲料、营养补充剂和食品强化剂,如维生素强化面粉、再制食品、婴儿食品等等。维生素 B12市场数据较为匮乏,有公开资料显示,2013 年国产维生素B12折纯产量约为 56 吨,较 2012 年增长 4.67%,假设其产量继续以 5%左右的增速增长,到 2019 年我们预计国产维生素 B12折纯产量有望达到75 吨左右。


出口方面,在全球维生素 B12 需求量稳步增长和国产维生素B12产品市场占有率逐步提高的共同作用下,国产维生素 B12出口量在近几年稳步上升。据公开资料显示,2007 年国产维生素 B12 出口量折纯约 25 吨,2010 年维生素 B12及其衍生物出口量超过 32 吨;2013 年出口量增长不明显,折纯之后总出口量大约 48.58吨;2015 年折纯出口量达到 56 吨;而到 2017 年折纯出口量已经超过 65 吨。

价格方面,国产维生素B12(液相 1%)价格在2010-2017年上半年始终处于 200元/kg左右的较低位置,2017 年下半年,河北地区环保压力加大,而国内维生素 B12供应商多集中于河北省,个别厂家停产整改而造成维生素 B12供应紧张,价格一度暴涨至近 1200 元/kg。近一年来,维生素 B12价格较为平稳,已回归较低位置。


4. 维生素 C 行业

维生素 C 又名 L-抗坏血酸,作为人体必需的一种水溶性维生素,有助于改善机体免疫系统的功能,参与胶原蛋白、细胞间质和神经递质的合成等。在食品工业中,维生素 C常被作为抗氧化剂用于食品的保鲜。


4.1 维生素 C 产业链及生产工艺

维生素 C 广泛存在于蔬菜、水果中,因此其产业链上游行业以玉米、大豆等农作物种植业为主,其下游主要应用于医药、动物饲料、化妆品及食品添加剂行业,其中食品添加剂行业最为主要,占比近 70%。


维生素最经典的工业生产方法为莱氏法,原料为葡萄糖,经过化学氢化得得到生成物 D-山梨醇,再由 醋酸菌发酵生成 L-山梨糖,之后进行化学氧化与酮化,通过水解反应得到 2-酮基-L-古龙酸,再经过盐酸的酸化最终得到维生素 C。但莱氏法具有诸多缺点,目前国外厂商多采用经过改造的莱氏法,而中国厂商主要采用我国首创的二步发酵法来进行维生素 C 的生产。

国内主要采用的维生素 C 二步发酵法由我国首创,该法生产维生素 C可大致分为三个步骤:发酵、提取和转化。该方法对莱氏法进行了简化,且生产过程中避免使用大量有毒的化学制剂,成本相对莱氏法来说也得到了一定降低。


4.2 行业壁垒较低,生产厂商众多

维生素 C 是全球产销规模最大的维生素品种之一,其生产商主要集中于中国,行业进入壁垒较低,生产厂商众多,行业内主要企业有石药维生、鲁维制药、帝斯曼江山、东北制药、天力药业、启元药业、郑州拓洋等。石药集团为全球最大的维生素 C 生产商,产能约 4万吨/年,其次为鲁维制药和东北制药,产能分为达到 3 万吨/年和 2.5 万吨/年。

由下表可见,全球排名前五的维生素 C生产商总产能约为 14.5万吨/年,而据公开资料显示,全球维生素 C 产能已达到 22 万吨,其中我国产能达到20 吨以上 ,占据全球产能 90%以上的份额。

华北制药于2018年在内蒙古投资设立全资子公司,该子公司主要承建年产8200吨维生素C原粉和1800吨磷酸酯项目,项目建设周期一年,该子公司 2019 年度暂未产生营收和利润。

4.3 呈明显产能过剩格局,未来价格仍难具备长期向上动力

维生素 C下游主要用于医药食品、饲料、化妆品等行业,医药食品为最主要的应用领域,占比达到 95%,其中食品添加剂一个领域就占据了近 70%的份额。

据公开资料显示,维生素 C 全球需求量约为 12-13 万吨,其主要消费市场在欧美发达国家,并且维生素 C 下游需求以人为主,具有一定的刚性,市场需求量缓慢稳定增加。结合上文对维生素 C 全球供给情况的分析,全球维生素 C 产能或已超过 22 万吨,则维生素 C 全球需求/产能仅约 55%,呈明显的供过于求、产能过剩格局。


我国是维生素 C 生产大国,70%以上的产量用于出口,主要出口对象为美、日、德等发达国家。根据海关总署统计,近年来国产维生素 C 出口数量稳步上升,2019 年出口数量达到 15.52 万吨,创历史新高,较 2008 年增长 82.16%,近十年平均增长率为 6.45%。国产维生素 C 出口数量的增长验证了海外维生素 C需求量的持续增长。


下图展示了国产维生素 C(97%)近十年来的市场报价情况。2008年,受奥运会的影响,国产维生素 C行业出现了停产现象,产品供不应求,价格一度暴涨至 135 元/kg,到 2010 年,行业产能过剩格局使得价格接连下跌直至探底。2017 年,在环保督察的作用下,部分维生素 C 生产商停产整改,供需格局再次收紧,价格又经历了一轮上涨,价格最高达到70 元/kg左右,2018 年后价格逐渐回落,至今仍处于历史较低位置。由于维生素 C 的主要产区为中国,目前新冠肺炎疫情对国内化工行业的影响已削弱,且维生素 C 产能过剩的情况较为严重,未来若无明显影响供需格局的事件发生,维生素 C 的价格仍难具备长期向上动力。

5. 维生素 D3行业

维生素D(简称 VD)是一种脂溶性维生素,共包含 5种化合物,最主要的是维生素 D3与D2,前者由人皮下的 7-脱氢胆固醇经紫外线照射而成,后者由植物或酵母中含有的麦角固醇经紫外线照射而成。维生素 D 的主要功用是促进小肠粘膜细胞对钙和磷的吸收,缺乏维生素 D 儿童可患佝偻病,成人患骨质软化症。由于维生素 D3是维生素 D 最主要的活性形式,本报告主要对维生素 D3行业现状进行分析。


维生素D3在人和动物体内并不能直接发挥作用,必须转化为最终活性物质1α,25-羟基维生素 D3才能发挥生理作用。在自然界内,营养摄入均衡充分的前提下,人和动物体内的胆固醇和角鲨烯可转化为 7-去氢胆固醇,经太阳照射,皮肤的 7-去氢胆固醇会转化为维生素 D3,再经肝肾的代谢产生 1α,25-羟基维生素 D3。


5.1 工艺瓶颈主要在于原料NF 级胆固醇

维生素 D3的产业链上游为羊毛脂及从羊毛脂中提取的胆固醇,NF 级胆固醇被用于制备维生素 D3,进而根据不同的用途合成不同结构和浓度的下游产品,最终用于饲料、医药及食品添加剂行业。


目前维生素 D3 的工业生产采用的生产工艺主要有两种:溴化/脱溴化氢法和氧化还原法。溴化/脱溴化氢法发明于 1942 年,早期被国外几家大企业技术垄断。1999年后中国企业花园生物联合中科院理化所研发

成功了独创性的“氧化还原法”中试成果技术,形成了“维生素 D3 生产新工艺”,打破了维生素 D3 生产工艺的国际垄断。较传统的“溴化/脱溴化氢法”工艺,“氧化还原法”工艺路线优点是成本低、收率高、产品质量好、生产效率高、对环境影响较小等。


据公开资料显示,目前维生素 D3的工艺瓶颈主要在于两种工艺共同的原料 NF 级胆固醇(即纯度大于95%的胆固醇)。目前胆固醇仍依靠天然物质提取,无法用化工手段合成,提取工艺一般通过动物脑髓提取以及羊毛脂提取两种路线来实现。动物脑髓中胆固醇以游离态形式存在,提取工艺相对简单成本较低,但受到疯牛病等因素影响,近年来欧美等国已禁止使用动物脑髓提取的胆固醇,我国于 2019 年 12 月颁布的新国标也限制了脑干胆固醇的使用,羊毛脂成为维生素D3的唯一合法原料。羊毛脂胆固醇以化合物形势存在,提取成本较高且工艺复杂,投资巨大。

2007 年以前,全球 NF 级胆固醇的生产主要被印度迪氏曼、日本精化及新加坡凯恩所垄断,而后中国企业花园生物采用分子蒸馏法打破相关技术垄断,目前新加坡凯恩和日本精化已退出市场竞争,全球仅两家生产企业。

5.2 国内企业主要生产饲料级产品,国外企业主要生产食品及医药级产品

据公开资料显示,全球维生素 D3(折 50 万 IU/g)产能约为 1 万吨/年,其中超过 75%的产能位于中国。国内的花园生物为全球维生素D3行业龙头企业,具有 3000 吨/年维生素 D3产能;其次为荷兰帝斯曼,具有2000吨/年维生素D3产能,但多为自用。目前,维生素D3国外生产企业有两家,为荷兰帝斯曼和印度Fermenta,主要生产食品及医药级维生素 D3,而国内几家企业主要生产饲料级产品。


据花园生物公告,公司年产 750 吨饲料级 VD3油剂项目建设中,预计 2020 年 6 月 30 日达到可使用状态;年产3600 吨饲料级 VD3 粉(50 万 IU/g计)及 540 吨食品级 VD3 粉( 10 万IU/g 计)项目建设中,建设周期 24 个月。

5.3 饲料行业用量占比超过 70%

维生素 D3下游主要应用于饲料、食品及医药保健品,其中饲料行业用量最大,占比在 70%以上。

(1)维生素 D3在饲料行业的需求情况:

下表列示了德国巴斯夫公司及瑞士罗氏公司对维生素D3在各类动物全价配合饲料中的添加量,经过花园生物在其公告中的测算,每 1 吨全价配合饲料约需添加 7-8 克维生素 D3(含量:50 万 I.U./g)。


2018 年全球饲料产量为 11.03 亿吨,根据以上添加量测算,饲料级维生素 D3总需求约为 8300 吨。而据公开资料显示,全球饲料级维生素D3需求量约为 7500 吨,约有 10%的缺口,主要是由于维生素 D3在饲料中的实际添加量比理论添加量要低。2019 年全球饲料产量为 11.27 亿吨,根据该缺口比例计算,2019 年全球饲料级维生素 D3需求量约为 7600 吨。

(2)维生素 D3在食品行业的需求情况:

在食品领域,食品级维生素 D3被作为食品营养强化剂,在全球被广泛添加在营养强化食品中,包括谷类、面粉、米粉、面包等日粮,液态奶、奶粉、炼乳、奶酪等奶制品,人造黄油、酥油等食品配料以及软饮料中。

1997 年美国颁布维生素 D3 补充量指导意见认为,人通过营养强化食品补充的维生素 D3 从出生到 50岁每天应补充 200IU,51-70 岁补充 400IU,71 岁以上补充 600IU。据公开资料显示,截止 2020 年04 月 09日,全球 230个国家人口总数为 7,585,204,179人,而截至 2019 年10 月,全球发达国家人口接近 11 亿。由于发达国家对于维生素 D3的补充意识较强,我们以发达国家人口数量为基础,按每人每天通过营养强化食品平均补充 400IU 的维生素 D3来计算,维生素D3在食品行业的需求量为 321.2 吨(折 50 万 IU/g) 。

(3)维生素 D3在医药行业的需求情况:

在医药保健市场,维生素 D3 主要是用于制成维生素补充剂等营养保健产品以及制成医药制剂。据公开资料显示,全球有超过 10 亿人口缺乏维生素 D3,而这类人群需按 2000I.U.的标准每天服用维生素 D3补充剂,按此人口计算,维生素 D3在医药行业的理论需求量为 1460 吨(折 50 万 IU/g),但由于缺乏维生素 D3的人口有一部分位于经济较为落后的国家和地区,对于维生素 D3缺乏的认知不足,实际需求量必然明显少于理论需求量。

5.4 新冠疫情影响海外维生素 D3及其原料开工,高位价格可能持续

维生素 D3在 2009 年曾出现过一轮暴涨,主要由于下游需求稳定复苏叠加行业产能出清、行业集中度提高所带来的供需缺口;2017 年维生素 D3价格再次出现大幅上涨,这一轮价格波动主要是环保因素导致原材料和维生素 D3的生产都受到了影响,原材料涨价、维生素 D3供应商停产限产,供需失衡。2020 年年初至今,维生素 D3价格再次上涨,本轮上涨一方面受新冠肺炎疫情影响供给端开工率下降,另一方面原材料供应偏紧,国外及国内维生素 D3 报价同时上涨。目前全球疫情暂未实现全面控制,海外维生素 D3 开工持续受到影响,维生素 D3市场报价可能维持较高位置。


6. 维生素 E 行业

维生素 E(Vitamin E)是一种脂溶性维生素,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,其水解产物为生育酚,是最主要的抗氧化剂之一。维生素 E 包括生育酚和三烯生育酚两类共 8 种化合物,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广泛含量最丰富活性最高的维生素 E 形式。


6.1 维生素 E 分类及生产工艺

维生素 E 分为天然维生素 E 和合成维生素 E。天然维生素 E 主要来源于黄豆、油菜籽、小麦胚芽等植物原料,食用安全性高,且由于其是具有生理活性的右旋体,因此生物活性高,天然维生素 E 根据其纯度的不同,已广泛运用于保健品、医药品、食品、饲料添加剂以及化妆品等生产领域,高纯度的天然维生素 E 更是医药品和保健品的首选。合成维生素 E 的重要原料为异植物醇及三甲基氢醌,由于其是 DL 消旋体,生理活性明显低于天然维生素 E,但由于合成维生素 E 可大批量进行生产,产品结构易于调控,价格低,是目前维生素 E 行业的主流,占比 80%左右。


天然维生素 E 主要存在于油料作物种子及大豆油、玉米油、菜籽油等植物油脂中,其中以植物油脂精炼副产品———油脂脱臭馏出物中含量最多,是目前提取生产天然维生素 E 的主要来源。目前天然维生素E 的提取工艺主要有化学处理法、蒸馏法、萃取法、生物法、吸附法等,,为了得到高纯度的天然维生素 E,提取工艺往往是各种方法的综合运用。目前国外天然维生素 E 提取工艺较成熟,主要包括: 皂化-萃取法、酯化-超临界萃取法、水解-蒸馏法、酯化(酯交换)-蒸馏法等。国内天然维生素 E 提取方法是将脱臭馏出物中脂肪酸用低级醇进行酯化,然后进行中和,再使其中的甾醇冷却结晶经过滤提出。滤液除去溶剂后,经蒸馏获得较高含量的天然维生素 E 浓缩物。

合成维生素 E通常采用 2,3,5-三甲基氢醌(TMHQ)与异植物醇(IP)为原料,通过烷基化-缩合反应得到,主要工艺路线图如下:


合成维生素 E 的主要壁垒在于两个中间体的合成。能特科技原本就拥有氢醌生产能力,又开发了二甲苯法合成三甲基氢醌,其三甲基氢醌产品具有明显的成本优势;此外,其异植物醇采用法尼烯路线代替传统的芳樟醇法,缩短了合成路线,降低了生产成本。能特科技生产维生素 E 具有明显的成本优势。

6.2 维生素 E 供给端:帝斯曼收购能特科技,行业格局重塑

维生素 E 的生产具有较高的壁垒,合成反应步骤多、工艺路线长,技术要求高、资金壁垒高、产业链配套要求高。因此,长期以来全世界只有少数几个企业生产维生素 E。


我们在下方统计了全球维生素 E主要厂商的产能,6 家厂商约 12万吨/年,市场上还有福建海欣、安徽泰格等厂商具备维生素 E 生产能力能力,另有海嘉诺 1万吨/年产能建设中。2018 年上述 6 家维生素 E供应商总产量约 8.35万吨,主要厂商开工率约 70%。2019 年,帝斯曼支付现金向能特科技购买其维生素 E业务子公司益曼特 75%股权,收购完成后,帝斯曼权益产能超过 4 万吨/年,行业集中度进一步提升。6 家主要供应商中,帝斯曼和巴斯夫 BASF 主要生产医药级高端产品。


6.3 市场规模最大的维生素之一,疫情影响价格有望继续走高

维生素 E 是全球市场规模最大的维生素之一,其下游主要应用于饲料行业、医药化妆品行业及食品饮料行业,其中饲料行业用量最大,占比达到 67%,后两者的占比分别为28%和 5%。据公开资料显示,全球2018 年维生素 E 油需求量 70,000 吨,需求年增速约为3%,行业整体处于供过于求的格局。


2018年国内维生素E油需求量约12,000吨,而据上文统计,国内供应商2018年维生素E产量超过60,000吨,国内供应商大部分产量供出口。根据海关总署统计,近年来我国维生素 E 出口数量基本呈现稳步增长的趋势,2019 年由于非洲猪瘟疫情的影响,下游需求偏弱,维生素 E 出口量下降。我国维生素 E主要出口至美国、德国等国家,两国出口占比合计超 50%。


根据博亚和讯统计,国产维生素 E 粉(50%)市场报价在 2010 年-2015 年经历了连续大幅下跌,一方面是由于新供应商陆续进入市场、产能扩张;另一方面是由于能特科技中间体开始外售,降低了维生素 E生产成本。2016 年国内环保趋严,多条产线停产限产,叠加年中帝斯曼产线整改,开工率下降,全球供需格局收紧,本轮价格上涨持续至 2017 年年初,随后能特科技 2 万吨 VE 外售,供需改善,价格回落。2017年巴斯夫遭遇不可抗力,一系列维生素中间体停产,维生素 E 价格再次暴涨。2019年维生素 E 价格在巴斯夫收购能特科技导致市场供给格局重塑及非洲猪瘟影响下游需求的共同作用下呈现震荡行情。2020年年初,在新冠肺炎疫情的影响下,中间体及维生素 E 供应紧缩,叠加下游需求逐步回暖,维生素 E 价格再次上行。在需求回暖的大趋势下,若全球中间体及维生素 E 产线开工率无明显起色,维生素 E 价格可能继续上涨。


7. 维生素 K3行业

维生素 K 又叫凝血维生素,属于维生素的一种,包括 K1、K2、K3、K4等几种形式,其中 K1、K2是天然存在的,属于脂溶性维生素;而 K3、K4 是通过人工合成的,是水溶性的维生素,四种形式中以维生素K3的生物活性最强,工业中主要生产维生素K3。维生素 K具有防止新生婴儿出血疾病、预防内出血及痔疮、减少生理期大量出血、促进血液正常凝固等生理作用,故而在临床中有一定的应用。


7.1 工业上通产采用联产工艺生产维生素 K3

工业上生产维生素K3主要采用铬盐液相氧化法,即在酸性条件下将 2-甲基萘氧化成为 2-甲基-1,4-萘醌,再经过进一步的处理得到维生素 K3;而根据氧化后残液的处理方式不同,液相氧化法又分为电解工艺和联产工艺。

电解工艺的氧化残液经电解再生循环利用,不产生废弃物,工艺流程短,操作稳定,产物质量好,但其产线一次性投资大,很难再扩大产量。联产工艺是维生素 K3工业生产应用得最多的一种工艺方法,采用红矾钠和铬酸酐等作为氧化剂氧化 2-甲基萘,其氧化残液经调制制成制革行业用的铬鞣剂,该工艺的特点是投资少、见效快、经济效益好、无废液排出。


7.2 85%以上的产能位于中国,兄弟科技为最大生产商

根据我们的统计,全球维生素 K3名义产能共约 12,800 吨/年,其中 85%以上的产能位于中国,2018 年全球维生素K3产量7,030 吨,全球开工率约 55%。兄弟科技为全球最大的维生素K3供应商,名义年产能达到 3,000 吨,2018 年维生素 K3产量约为 2,500 吨,开工率约 83%。


7.3 生产量受联产品铬鞣剂市场景气程度制约,价格有望进一步走高

维生素K3下游主要包括饲料、医药化妆品、及食品等行业,其中饲料为最主要的部分,占比达到 75%,后两者占比分别为 18%及 7%。

据公开资料显示,2018 年全球饲料级维生素 K3需求量约为 5,500 吨,根据维生素 K3下游需求格局可测算得到 2018年全球维生素 K3总需求量约为7300 吨,与当年总产量基本吻合,需求/产能约为 57%,名义产能有较明显过剩,龙头公司开工率相对较高。

据中国饲料工业协会统计,维生素 K3在 2010 年至今出现过两轮价格大幅变动。2011 年,原材料金属铬价格上涨导致维生素 K3价格由60 元/千克左右最高上涨至150 元/千克左右;2017 年,国内环保因素导致联产品铬鞣剂需求受限,进而限制了维生素 K3 的开工。可见,维生素 K3的价格变化驱动因素与其他类型维生素有所不同,除环保等因素导致供应端开工率大幅变化之外,还有原材料铬矿价格大幅变动及联产品市场景气程度。


目前国产维生素K3市场报价近 100元/千克,处于历史中部,且刚经历了一轮中等幅度的上涨。由下两图可见,目前铬矿港口库存处于相对高位,金属铬平均价格处于历史低位,因此维生素 K3涨价并非因为上游原材料的涨价,而是由于联产品市场低迷所致,据兄弟科技表示,皮革行业长期不景气,铬鞣剂的消耗减少,推动与铬鞣剂联产的维生素 K3 供给量的减少和成本的提高,导致维生素 K3价格上行,且未来仍然较为乐观。此外,新冠肺炎疫情的全球蔓延也可能对海外维生素 K3产线的开工造成一定影响,或短期内进一步推高国内维生素 K3出口量及报价。


8.维生素行业代表上市公司

8.1 新和成(002001.SZ)

新和成主要从事营养品、香精香料、高分子新材料和原料药的生产和销售,其中营养品业务主要产品包括维生素 E、维生素 A、维生素 D3、生物素、虾青素、辅酶 Q10 等,已成为世界四大维生素生产企业之一,其中维生素 A产能全球第一,维生素 E 产能全球第二。公司主要有浙江、山东及黑龙江三大生产基地,其中维生素产品的生产主要位于浙江绍兴。

目前,新和成在维生素领域拥有维生素 A(折 50 万 IU/g)产能 10,000吨/年,维生素E(油)产能 20,000吨/年,维生素 D3(折 50 万 IU/g)产能 2,000 吨/年,生物素产能 120 吨/年。另外,公司于 2018 年 8 月公告在山东投建 2 万吨/年维生素 E 项目,建设周期 2 年,该项目建成后或将替代原有维生素E 产能。


2012 年-2018 年,公司营业收入及毛利中营养品始终是占比最大的组成部分,因此公司业绩与维生素 A、维生素 E等产品价格高度相关。2012 年-2015年,维生素行业景气度低,公司业绩有所下滑,尤其 2015 年公司盈利能力明显受到影响;2016年-2018 年,在环保督察的带动下,维生素价格回暖,叠加公司在其他业务的布局逐步进入回报期,公司收入及利润情况大幅上升。


8.2 兄弟科技(002562.SZ)

兄弟科技主要从事维生素、皮革化学品、香精香料、原料药和催化新材料等产品的研发、生产与销售,维生素、皮革化学品这两大主导产品市场占有率位居世界前列。维生素产品包括维生素K3、维生素 B1、维生素 B3和维生素 B5系列产品,主要用于饲料、食品、日化、原料药等领域。

目前,兄弟科技在维生素领域拥有维生素 K3产能 3,000 吨/年,维生素 B1产能 3,200 吨/年(有效产能约 2,000 吨/年),维生素 B3产能 13,000 吨/年,维生素 B5产能 5,000 吨/年。维生素 K3产线位于公司海宁本部;维生素 B1产线属于子公司兄弟维生素,位于江苏,2019 年 4 月起停产进行整治提升工作,2020 年 3月收到政府批复原则同意恢复生产;维生素 B3及维生素 B5产线位于公司江西基地。


2012-2019 年,公司维生素业务始终为营业收入及毛利润占比最大的部分,因此公司业绩与维生素行业景气程度相关性大,尤其是维生素 K3及维生素 B1的价格波动趋势。2016-2017 年,环保督察的推进导致行业整体开工率下降,维生素 K3及维生素 B1价格经历了一轮大幅上涨,公司业绩随之走高;2018 年之后,行业竞争加剧,公司产品价格回落,公司业绩也同步回落;与此同时,公司维生素 B1产线受响水时间影响于 2019 年 4 月后停产整改提升,进一步影响公司 2019 年业绩。2020 年,公司产品价格有所回暖,江苏基地也于 3 月收到当地政府批复原则同意恢复生产,公司业绩有望迎来拐点。

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2019-2020年维生素行业深度报告

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