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金丹科技:国内PLA产业链的集大成者,计划探索“秸秆制乳酸”

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来源:东北证券,分析师陈俊杰,研究助理李旋坤

报告摘要:

打通全产业链的潜在PLA龙头,国内上市公司中仅有的规模化丙交酯企业。公司以玉米为原材料,目前形成淀粉产能20万吨,乳酸及乳酸盐12.8万吨,1万吨丙交酯。丙交酯是PLA产业链壁垒最高的环节,公司将继续扩张10万吨丙交酯及PLA,进而与规划的PBAT、淀粉形成可降解改性材料。上游环节,公司规划玉米种植、争取玉米进口配额;中游环节,未来有望开发秸秆发酵工艺,降低综合成本,强化全产业链竞争优势。


本文只摘录第一部分内容,如需报告全文,请点击文末左下角【阅读原文



1. 打通全产业链的 PLA 龙头


1.1. 国内上市公司仅有的规模化丙交酯企业


金丹科技是国内上市公司中仅有的规模化的PLA全产业链布局企业。公司地处河南周口,玉米采购优势突出。有淀粉、乳酸、乳酸盐等产品,目前丙交酯万吨工艺已经形成,是国内少数能从前端玉米往下游做的全产业链企业。目前形成淀粉产能20万吨,乳酸及乳酸盐12.8万吨,年消耗玉米30万吨以上。


图1:金丹科技产业链、PLA产业链布局图





1.2. PLA生产的核心壁垒在丙交酯


PLA产业链中,技术壁垒最高的是乳酸到丙交酯的生产环节,目前国内能够突破该技术壁垒并规模化生产的企业仅有金丹科技、安徽丰原、浙江海正三家。


金丹科技丙交酯技术来源于南京大学张全兴院士团队,该团队与中科院长春应化所,是国内公认丙交酯工艺领先的科研单位。公司丙交酯技术深耕多年终有突破,2016年丙交酯项目启动,2020年底1万吨丙交酯生产线正式投料试车,成功打通工艺路线。浙江海正通过与中科院长春应用化学研究所合作,2008年建立了第一条PLA中试生产线,目前具备4.5万吨PLA产能,需要外采高光纯乳酸原料完成后续生产环节。安徽丰原已打通PLA全产业链布局,通过葡萄糖来生产乳酸,进而生成丙交酯及PLA,丰原与比利时的Futerro公司开展乳酸及PLA的合作,现具备5万吨的PLA生产能力。目前大多数企业不具备规模化的丙交酯生产工艺,需要采购丙交酯来生产PLA。


1.3. 布局玉米种植,争取进口配额,进可攻退可守


地处河南玉米资源地,采购优势较为突出。公司2017-2019年3年玉米平均采购价格为1867元/吨,较郑州市场价格低63元/吨。公司地处豫东平原,位于我国黄淮海夏播玉米主产区内,乳酸生产所需主要原材料玉米资源丰富,有着不可复制的地域优势。其中,根据河南省统计局,2018年度仅河南省玉米种植面积就达3919千公顷,玉米产量达2351万吨。玉米供应的原材料优势,可以使得公司生产就近取材,节省可观的运输成本。通过对原材料市场的调研、分析和总结作出科学、合理的采购决策,充分发挥了原材料采购的区位比较优势。


布局上游玉米种植环节,保证玉米供应稳定性,退可守。成立河南金丹现代农业开发有限公司,布局玉米(小麦)种植以及农产品初加工和销售环节。公司采取现代农业技术种植,集中收储烘干,可大幅提高玉米质量。同时,玉米淀粉含量与公司乳酸产品收率密切相关,公司通过种植高淀粉含量玉米,统一管理、规模经营,提升单位玉米乳酸产量,并保证产品质量的稳定,从而实现降低成本、提高质量的目标。



图 2:公司玉米采购价格对比(元/吨)


未来玉米深加工规模提升,有望获得玉米进口配额资质,进可攻。规模方面,2020年底公司具备10.5万吨的乳酸及2.3万吨的乳酸盐生产能力,2021年公司计划投产5万吨高光纯乳酸,并且实现1万吨丙交酯的产能爬坡。未来1-3年内,公司将根据市场需求、资金状况,分布、分期建设,在现有产能基础上,完成40万吨淀粉和20万吨高光纯乳酸项目,届时公司的玉米深加工能力可达到60万吨以上。根据国家发展改革委制定的2021年粮食进口关税配额申请和分配细则,符合条件的企业可获得小麦、玉米、大米进口关税配额,即以1%的低关税进口玉米。


表1:2021年玉米进口关税配额条件(满足其一即可)



2021年2月,玉米CNF均价为307美元/吨,根据9%的增值税率及汇率测算,进口完税到岸价约为2170元/吨,山东港口地区到河南区域的运费约110元/吨,则使用进口配额的送到价约为2280元/吨,相比郑州当地玉米市场价便宜700元/吨。目前生产1吨PLA所使用的的玉米大约为2.5吨,使用进口配额玉米将会使PLA的生产成本降低约1750元/吨。


图 3:进口配额价和当地市场价对比(元/吨)



1.4. 乳酸生产技术存突破空间,秸秆理论成本更低


秸秆制备乳酸已有科研介入,玉米存在进一步深加工价值。根据NatureWorks,目前主流的乳酸生产技术采用的原料是从玉米淀粉和甘蔗蔗糖中提取的葡萄糖,原料成本较高。目前很多厂商和科研机构都在试图从价格更为低廉的秸秆纤维素中提取葡萄糖,作为生产乳酸的原材料,玉米秸秆资源一方面将被有效利用提升玉米深加工价值,一方面减少由于直接焚烧带来的环保问题。


图 4:乳酸生产工艺



新农业生产的废弃物或剩余物,包括玉米秸秆、水稻秸秆、稻草、谷壳、麸皮等富含纤维素的材料,未来均有希望作为发酵生产乳酸的原料。此类技术采用的原料易得,用富含木质纤维素的材料代替玉米淀粉等,节约粮食且降低成本。秸秆等材料一般含有30%左右的木糖聚糖以及40%左右的葡聚糖,可以粉碎、酸解、酶解生成单糖并通过发酵生成乳酸。


图 5:二代秸秆发酵技术工艺流程


公司重视乳酸工艺研发,积极探索乳酸新工艺。公司计划探索利用秸秆、玉米芯等材料发酵制备乳酸的技术路线及生产工艺,旨在减少对玉米等原材料的消耗。如果该工艺得以突破,则既可解决“与人争粮,与粮争地”问题,又可解决目前农村秸秆焚烧造成的环境污染等问题。将秸秆“变废为宝”用于生产的同时,也会减少大量的秸秆燃烧排放物,契合我国“金山银山就是绿水青山”的环保号召,有利于建立良好的政企关系,在社会上树立公司环境友好型的企业形象。


二代秸秆发酵技术理论成本低廉,乳酸生产存在降本空间。目前乳酸主要的生产方式是发酵法,受原料玉米价格影响较大,据Wind数据,单吨玉米价格接近3000元/吨,根据1.5吨玉米生产1吨乳酸,则每吨乳酸的玉米成本接近4500元/吨,总生产成本约为5700元/吨。目前二代乳酸技术尚未大规模应用,多处于中试阶段。据专利数据,每生产1吨L-乳酸消耗玉米秸秆3吨,成本600元,酸解消耗硫酸1吨,成本460元,按照专利的车间成本核算,通过秸秆发酵技术每生产1吨L-乳酸所需要的理论成本有4145元。


图 6:不同发酵工艺生产成本比较(包含原材料、能耗等固定成本)


开展发酵液直接提取工艺技术研发,缩减工艺流程,降低原料单耗,彻底减少固废生成,经济环保。通过直接从发酵液中提取乳酸,提高发酵水平和发酵效率,降低产品的能源、原料单耗,以达到缩短工艺单元、实现清洁生产的目的。根据招股说明书,公司通过发酵液直提工艺每生产1吨乳酸,可减少0.53吨硫酸及0.39吨氧化钙,根据当前市场价计算,单吨成本可节省约650元,进一步提升乳酸产品盈利能力,并且可以彻底减少固废硫酸钙渣的生成,更加低碳环保。


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