編者按：維生素是(shì)人類必須的營養成分，對生物新陳代謝調節起着至關(guān)重要的作用，本篇由瑞鵬資産蔡嘉馳爲您解析維生素A、維生素E行業。
維生素A、維生素E行業簡述
瑞鵬資産 蔡嘉馳
1.綜述
維生素是(shì)許多生物機體必需的微量營養成分。維生素又(yòu)稱維他命（Vitamin），是(shì)一系列有機化合物的統稱。維生素是(shì)生物機體所必需的微量營養成分，通常無法由生物體自身合成，對生物新陳代謝調節起着至關(guān)重要的作用，缺乏某種維生素可能會導緻特定的生物病态。人體一共需要13種維生素，其中包括4種脂溶性維生素（維生素A，D，E，K）與9種水溶性維生素（8種VB族維生素與VC）
維生素的種類與性質
維生素主要應用在飼料、醫藥化妝品、食品飲料等行業，動物飼料是(shì)最主要用途。除VC外，全球維生素用量的65%應用于飼料添加劑行業，醫藥、食品飲料等行業的用量分别占25%和10%。其中VA 和VE 的飼料需求占比分别爲85%和68%。在飼料需求中，豬飼料是(shì)維生素最大的下(xià)遊飼料應用。
飼料産量的穩步增長推動維生素的需求增加，飼料對維生素成本敏感度低。2021年全球飼料産量爲12.36億噸，同比增長0.93%。作爲全球最大的飼料生産國，我國2021年全國飼料産量爲3.17億噸，同比增長7.98%，在2018年非洲豬瘟導緻飼料産量大幅下(xià)滑後，已經連續三年穩定增長，達到2010年以來最高産量水平。動物飼料是(shì)維生素最重要的下(xià)遊應用領域，飼料産量穩步增長将帶來維生素需求回暖。維生素在飼料的成本中占比普遍很低（VA僅爲千分之一級），下(xià)遊對維生素使用成本敏感度低。
全球動物蛋白消費(fèi)總體逐年增長，雞、豬、牛爲全球前三大飼料消費(fèi)動物。飼料是(shì)動物蛋白的來源，民衆對優質動物蛋白的消費(fèi)需求推動着飼料需求的穩定增長。随着消費(fèi)升級與蛋白攝入提高，近十年全球肉類奶類消費(fèi)總體逐步增加。2011至數據截止年份，全球雞肉、豬肉消費(fèi)年均增長1.83%、0.42%，液體奶與漁業産量分别年均增長2.05%、2.03%。2021年雞、豬、牛飼料消費(fèi)占比分别爲爲41.26%、25.11%、20.11%。
生豬養殖回暖，豬肉消費(fèi)帶動維生素需求增長。受非洲豬瘟影響，我國生豬存欄量與出欄量均在2019年大幅下(xià)滑，同比分别下(xià)降37.46%與21.57%，随後在生豬保供政策等相(xiàng)關(guān)措施的刺激下(xià)得到較好恢複。全國生豬存欄量逆轉2012年以來的持續下(xià)跌趨勢，于2021年達到4.49億頭，已大約恢複至2013年同期水平，2021年全國生豬出欄量達6.71億頭，同比增長27.37%。能繁母豬存欄量恢複良好，2022年3月全國能繁母豬存欄4185萬頭，後續有望推動生豬存欄量進一步增長。随着豬肉養殖回暖與豬肉價格水平的下(xià)降，飼料消費(fèi)有望逐步回複，帶動維生素消費(fèi)需求增長。
2.維生素A
維生素A又(yòu)稱維他命A（Vitamin A），是(shì)衆多生物機體所必需的營養素之一，其生理功能是(shì)維持上皮組織的完整性和細胞膜的通透性；維持正常視覺；有助于動物生殖和輔乳，促進年幼動物生長等。維生素A并非單一種類的化合物，其包括視黃醇、視黃醛、視黃酸及多種維生素原A類胡蘿蔔素等，爲脂溶性化合物。其中維生素A1分子式爲C20H30O，分子量爲286.45，是(shì)一種黃色片狀晶體或結晶性粉末。人體缺乏維生素A會導緻夜盲症、幹眼症、角膜受損等眼部病症。
維生素A的生産工藝主要有2種：Roche C14+C6合成工藝和BASF C15+C5合成工藝。1947年瑞士以O.Isler 爲首的研究群體實現(xiàn)了維生素A醋酸酯的全合成，并于1948年由Roche公司在全世界率先實現(xiàn)工業生産。Roche法以β-紫羅蘭酮爲起始原料，格氏試劑反應爲特征，經Darzens反應、格氏反應、選擇加氫、羟基溴化、脫溴化氫、六步反應完成了維生素A醋酸酯的合成。其優點是(shì)技術較成熟，收率穩定，各反應中間體的立體構形比較清晰，不必使用很特殊的原料。缺陷是(shì)使用的原輔材料高達40餘種，數量較大。該技術路線(xiàn)是(shì)世界上維生素A廠商采用的主要合成方法。
BASF技術路線(xiàn)以Pommer等人于上世紀50年代開發的維生素A合成方法爲基礎，由BASF公司在1971年投入工業生産。其以Wittig反應爲基礎，以β-紫羅蘭酮爲起始原料和乙炔進行格氏反應生成乙炔-β-紫羅蘭醇，再進一步選擇加氫得到乙烯-β-紫羅蘭醇，再經Wittig反應之後，在醇鈉催化下(xià)，與C5醛縮合生成維生素A醋酸酯。BASF 合成工藝明顯的優點是(shì)反應步驟少，工藝路線(xiàn)短，收率高。但(dàn)工藝中的乙炔化、低溫及無水等較高工藝技術要求仍不能避免，核心技術難點是(shì)Witting反應。
檸檬醛是(shì)VA生産的核心中間體，其穩定供給對于VA生産與價格至關(guān)重要。作爲VA生産過程的核心中間體，檸檬醛對于VA的産量與價格造成直接的影響。2011年以來，曾多次出現(xiàn)巴斯夫的檸檬醛生産受限導緻VA價格大幅波動的情況。萬華化學現(xiàn)有檸檬醛在建産能4萬噸，預計于2023-2024年投産。
新和成檸檬醛實現(xiàn)自給，擺脫VA原料供應波動影響。不論采用Roche法還是(shì)BASF法，均需使用相(xiàng)同的關(guān)鍵起始原料β-紫羅蘭酮，β-紫羅蘭酮則以檸檬醛爲合成原料。檸檬醛是(shì)VA産業鏈中的核心中間體産品，受技術壁壘影響供應長期緊張。目前全球僅有巴斯夫、新和成與日本可樂麗（Kuraray）擁有檸檬醛産能，浙江醫藥今年2000噸剛剛投産。新和成現(xiàn)有檸檬醛年産能8000噸，是(shì)VA企業中除巴斯夫外唯二自有檸檬醛産能的企業，其檸檬醛産能全部爲自用，用于VA與香精香料的生産。
檸檬醛自給保證了新和成的VA原料供應，公司得以在降低生産成本的同時平抑原料價格波動的影響。檸檬醛的合成方法有醇醛縮合重排法、脫氫芳樟醇重排法、異戊二烯法、香葉醇氣相(xiàng)氧化法、丙酮法、氮氧化物法等。其中，醇醛縮合重排法又(yòu)分爲BASF檸檬醛合成法、丙酮乙炔法、其他醇醛縮合合成法。新和成使用的是(shì)脫氫芳樟醇重排法，脫氫芳樟醇可以從石油化工原料中制得。發明耦合精餾的重排反應工藝。通過耦合反應精餾技術，即時轉移易聚合反應産物，提高反應收率。共用炔醇中間體，以全新路線(xiàn)打通芳樟醇與檸檬醛的産業鏈。
VA生産爲寡頭壟斷格局，生産集中度高且格局穩定。VA生産具有涉及原料種類多、反應條件要求高等複雜(zá)的技術特點，行業進入的技術、資金壁壘較高，近十年來VA行業全球尚無新增的生産企業。目前全球共有6家VA生産企業，全球合計産能爲39000噸（折合50萬IU/g）。其中新和成爲全球VA生産龍頭，具有VA年産能8000噸，金達威于2021年8月在年産800噸VA(250萬IU/g)項目投産後，VA産能由2900噸增長至6900噸（折合50萬IU/g）。海外的帝斯曼、巴斯夫、安迪蘇産能分别爲7500噸、6000噸，5000噸，其中巴斯夫有1500噸産能(280萬IU/g)在建産能
VA的需求相(xiàng)對穩定，價格主要受供給端變化影響。VA生産屬于高進入壁壘高集中度的市場，長期穩定的生産格局與下(xià)遊需求導緻價格波動主要受生産商自身生産情況影響。由于巴斯夫于德國路德維希的工廠設備老化，近年來屢次出現(xiàn)事故停産。2017年巴斯夫檸檬醛工廠大火(huǒ)疊加帝斯曼瑞士工廠事故，VA的價格從160元/kg暴漲至1400元/kg。此後雖然巴斯夫恢複生産，但(dàn)産能不及預期，VA價格維持在400元/kg左右。2019年6月巴斯夫德國工廠VA停産并于11月恢複生産，VA價格小(xiǎo)幅上漲。受疫情影響，2020年初VA供應緊張，價格快速上漲，後續有所回落。
VA最差時候已過，價格有望觸底反彈。國内VA受今年上半年華東疫情影響出口受阻，疊加市場供應寬松，價格持續大幅走低，至9月6日，已經跌到114.5 元/公斤，回調至六年來曆史低點。據中國飼料行業信息網，目前浙江醫藥VA産品停報，伴随三季度後期采購需求逐步體現(xiàn)，國内工廠出現(xiàn)挺價意願，市場購銷好轉，價格有望觸底反彈。因爲俄烏戰争導緻歐洲天然氣供應緊張，Q4海外不排除出現(xiàn)氣荒，海外産能供給收縮，對價格形成強支撐。
維生素A曆史價格
3.維生素E
維生素E（VitaminE，簡稱VE）是(shì)生育酚類物質總稱，包括側鏈飽和的生育酚與側鏈不飽和的生育三烯酚兩大類，生育酚與生育三烯酚各包含α、β、γ、δ四種構型，其中α-生育酚的生理活性最強。VE是(shì)一種脂溶性維生素，外觀爲淡黃色的透明油狀液體。人體不具備合成VE的能力，必須通過體外攝入。VE對于生育功能有較大作用；VE也是(shì)一種飼料添加劑，有助于預防畜禽疾病、改善肉質口感、增強畜禽生育與産蛋能力。VE由三甲基氫醌與異植物醇合成得到。VE于1922年被發現(xiàn)，于1935年成功分離(lí)出來并在于1938年首次合成。α-生育酚是(shì)以主環2,3,5-三甲基氫醌（TMHQ）與側鏈異植物醇（IP）爲原料，通過縮合反應制備。α-生育酚可進一步與乙酸酐直接酰化得到VE乙酸酯。VE生産工藝的區别主要在于原料三甲基氫醌與異植物醇的合成工藝不同，新和成的三甲基氫醌由異氟爾酮法制備，異植物醇由芳樟醇法制備。目前國外廠商（除BASF外）主要采用氧代異氟爾酮法合成三甲基氫醌。國内能夠自主合成三甲基氫醌的企業以浙江醫藥和新和成公司爲主，采用與BASF相(xiàng)同的路線(xiàn)；即以間甲酚下(xià)遊三甲酚爲原料，經氧化還原而得。由于受催化劑水平、高溫反應體系設置的限制，在我國，除新和成外VE企業生産所需的間甲酚仍然需要外購。浙江醫藥的間甲酚三分之一通過進口獲得（主要從美國進口），三分之二通過國内采購獲得。從合成工藝對比看，浙江醫藥間甲酚外購，合成路線(xiàn)較新和成長，但(dàn)具備多年有機化工生産經驗，精細化管理程度高；新和成擁有兩條打通的VE主環合成工藝，生産成本略低；能特公司采用價格便宜并來源充足的“對二甲苯”來代替間甲酚作爲起始原料，但(dàn)其生産工藝污染較大，治理成本較高，不具備明顯成本優勢。
維生素E生産工藝流程
VE市場爲寡頭壟斷格局，供應格局穩定且高度集中，CR5超過80%。VE具有合成工藝工藝複雜(zá)、高技術壁壘與資金壁壘的産品特點，新進入者參與競争較爲困難。全球共有7家具有VE生産能力的企業，總産能爲15萬噸（100%VE油），折合50%VE粉爲30萬噸。以100%VE油計，新和成、帝斯曼與能特科技的産能均爲3萬噸，巴斯夫、浙江醫藥具有2萬噸産能，CR5達86.67%，産能高度集中。2019年能特科技與帝斯曼簽署合作協議(yì)，能特科技将其VE業務子公司益曼特75%的股權出售給帝斯曼，同時帝斯曼将向能特科技提供VE生産原料法尼烯，本次合作對VE行業産能進行了整合，行業供給格局得到改善。VE下(xià)遊應用主要爲飼料行業，2020年全球需求約10萬噸，呈産能過剩狀态。VE的下(xià)遊應用有飼料、藥品與食品行業，其中飼料行業占比爲70%。2020年受新冠疫情影響，全球VE需求受到一定抑制，全球VE需求約爲10萬噸。由于中國養殖業處于需求高位，并且規模化養殖進程速度加快，飼料中VE添加量有所增長，VE需求有望将保持穩步增長。
VE價格波動由供給端變動主導。2008年安迪蘇受金融危機影響退出VE市場後，VE出現(xiàn)較大的供給缺口，價格迅速由約70元/千克上漲至260元/千克。在2008年至2010年VE的景氣周期内，行業湧入諸多新進入者。2011年後，随着北沙制藥與福建海欣等企業新建、擴建的VE産能陸續投産，VE供給過剩問題逐漸體現(xiàn)，價格在波動中整體呈下(xià)跌趨勢。而後2016年帝斯曼瑞士工廠整改與2017年巴斯夫工廠火(huǒ)災均帶來VE價格短期價格大幅上漲。受VE市場爲寡頭壟斷格局的影響，單個生産商供給變動對VE價格影響較大，供給端的變化主導了VE的價格波動。VE嚴重供大于求市場局面得到緩解，價格中樞有望逐步上移。2019年以來，受益曼特長時間停産技改影響，VE供應嚴重過剩的情況得到緩解，VE價格開始走出底部空間。2019年7月，商務部對原産于美國、歐洲、日本的進口VE生産原料間甲酚進行反傾銷調查，後于2021年1月裁定傾銷成立并對相(xiàng)關(guān)産品征收反傾銷稅。同時國外間甲酚産量下(xià)降導緻VE生産成本提升，推動VE價格上行。多重因素推動下(xià)，VE價格從2019年初的約40元/kg緩慢(màn)上行至2022年初的近90元/kg。雖然VE中長期産能仍然過剩，但(dàn)市場集中度有提高的趨勢，市場頭部企業對VE價格影響力加強，同時後期部分産能有可能受市場競争因素關(guān)閉，VE供需将達成新的平衡，價格中樞有望緩慢(màn)上行。
維生素E曆史價格
新和成擁有完整的VE産業鏈産品合成能力，VE關(guān)鍵中間體原料自産，競争力強。VE的關(guān)鍵中間體爲異植物醇與三甲基氫醌，公司是(shì)國内首個實現(xiàn)此兩種中間體國産化的企業，具有強大的技術實力。同時公司具備從初始原料開始合成VE的能力，關(guān)鍵原料自給保障了公司VE穩定生産，不受原料價格波動影響。目前大多數VE廠商均采用間甲酚法生産三甲基氫醌，2017年以來間甲酚進口價格走高導緻間甲酚法廠商成本壓力增大，公司采用異氟爾酮法生産三甲基氫醌，規避了原料間甲酚價格上漲的壓力。公司山東基地的年産2萬噸100%VE油項目已順利投産，新VE産線(xiàn)将有望給公司VE帶來更強的産品競争力。
4.蛋氨酸
蛋氨酸又(yòu)稱甲硫氨酸，分子式C5H11O2NS ，是(shì)20 種天然氨基酸之一。蛋氨酸作爲核糖核酸進行蛋白質翻譯的解碼器，是(shì)蛋白質合成過程中必不可缺的物質。蛋氨酸含硫量十分豐富，是(shì)機體所需硫的主要提供者。蛋氨酸無法通過畜禽自身體内合成，必須從外界攝入，是(shì)飼料中必不可少的添加劑。在飼料中添加蛋氨酸可幫助畜畜快速生長，增加瘦肉量，縮短飼養周期。蛋氨酸按空間結構分類有D型和L型兩種，其中L型蛋氨酸可以直接被生物機體吸收利用，D型蛋氨酸可以在吸收後在生物體内轉化爲L構型，兩種類型的蛋氨酸對于畜禽具有相(xiàng)同的吸收價值。按物理形态分，蛋氨酸有固态蛋氨酸和液态蛋氨酸兩種，固态蛋氨酸主要成分爲DL-蛋氨酸，由各占50%的D型和L型蛋氨酸構成，是(shì)兩種空間構型混合的外消旋體；液态蛋氨酸爲羟基蛋氨酸，爲88%濃度的粘稠溶液，需要在生物體内進一步轉化爲L型蛋氨酸，便于儲存運輸。
兩種空間結構的蛋氨酸
蛋氨酸的主要合成方法是(shì)化學合成法，其中以海因法和氰醇法爲主流方法。目前市場有生物發酵法與化學合成法兩種蛋氨酸合成方法，由于生物發酵法存在産率低等技術問題，市場應用以化學合成法爲主。化學合成法包括海因法、氰醇法、丙二酸酯法、γ－丁基内酯法等，工業上投入生産的方法主要是(shì)海因法和氰醇法。
新和成使用海因法合成蛋氨酸。其蛋氨酸合成分爲六大工序：
（1）天然氣與硫生成硫化氫氣體，同時副産物二硫化碳；
（2）硫化氫與甲醇反應生成甲硫醇；
（3）丙烯氧化生成丙烯醛；
（4）甲硫醇與丙烯醛反應生成甲硫基丙醛；
（5）甲醇和氨反應生成氰化氫；
（6）甲硫基丙醛與NH3、CO2、HCN、碳酸鉀反應生成海因，然後海因經水解、酸化得到蛋氨酸粗品，分離(lí)後幹燥即可得到蛋氨酸幹品。
蛋氨酸供給屬于寡頭壟斷格局，新和成有望于明年進入蛋氨酸頭部梯隊。赢創、安迪蘇、諾偉司、住友(yǒu)四家公司爲全球前四大生産商，2020年産能合計占比達172萬噸，CR4爲80.19%。新和成現(xiàn)有蛋氨酸産能15萬噸，全球排名第四。當前全球共有34萬噸蛋氨酸産能在建，預計将于2022-23年陸續投産。目前新和成已有蛋氨酸一期5萬噸/年項目正常生産，二期25萬噸/年項目中10萬噸裝置投産，15萬噸裝置按計劃進行，整體進度可控。待公司蛋氨酸在建産能達産後，公司有望邁入蛋氨酸生産商第一梯隊。
國産替代是(shì)國内蛋氨酸的發展趨勢。蛋氨酸目前仍然爲對外依存度較高的化工産品之一，直到2010年國内廠商才實現(xiàn)國産蛋氨酸項目的正式投産。國内養殖業的高速發展對動物營養品蛋氨酸産生了巨大需求，但(dàn)國内消費(fèi)長期依賴進口。2005年至2019年，國内蛋氨酸進口量從約7萬噸增長至約22萬噸。随着國内新和成、重慶紫光等企業相(xiàng)繼邁入蛋氨酸行業，國外巨頭壟斷蛋氨酸生産的局面被打破，蛋氨酸進口量也從2019年的22萬噸下(xià)降至18萬噸，我國蛋氨酸的進口替代規模将進一步加大。
全球93%的蛋氨酸用于飼料添加劑，其中又(yòu)以禽類飼料添加劑爲主。飼料添加劑是(shì)蛋氨酸最大的消費(fèi)市場，約占全球蛋氨酸消費(fèi)的93%。作爲禽類的第一限制性氨基酸，生豬的第二限制性氨基酸，禽類消費(fèi)占到飼料類蛋氨酸總消費(fèi)市場的60%，是(shì)蛋氨酸最大的消費(fèi)市場；豬類消費(fèi)占飼料類蛋氨酸總消費(fèi)市場的33%，是(shì)蛋氨酸第二大消費(fèi)市場。
肉類消費(fèi)需求剛性強，禽肉消費(fèi)占比提升推動蛋氨酸消費(fèi)提升。作爲人的優質蛋白來源，肉類消費(fèi)具有強剛性，其中豬肉、雞肉、牛肉是(shì)全球三大消費(fèi)肉類。而家禽自身無法合成蛋氨酸，必須通過飼料獲取，禽類養殖對于蛋氨酸具有需求剛性。2017-2021年，全球三大肉類消費(fèi)中，雞肉占比從34.73%上升至38.18%，增加3.45%個pct。中國以豬肉消費(fèi)爲主，但(dàn)雞肉消費(fèi)占比亦從15.40%上升至22.14%，提升幅度明顯。相(xiàng)較于豬肉、牛肉與其他肉類，禽肉具有更低的價格、更高的蛋白質含量與更好的穩定性與适應性，同時白肉通常被認爲是(shì)一種更健康的食物選擇。根據聯合國糧農組織數據，禽肉仍将是(shì)肉類産量的主要增長動力。預計2021-2030年全球禽肉消費(fèi)将增加至1.52億噸，2030年禽肉将占肉類消費(fèi)的41%，較2021年增長2個pct。作爲蛋氨酸的主要消費(fèi)行業，禽肉消費(fèi)占比的提升有望帶動蛋氨酸消費(fèi)的增長。
蛋氨酸在下(xià)遊飼料中成本占比不到2%，下(xià)遊客戶對蛋氨酸價格變化敏感度較低。以海大集團爲例，該公司2021年飼料銷量1963萬噸，成本爲634.86億元，單噸飼料成本爲3234.13元。根據赢創數據，飼料中蛋氨酸添加量質量分數爲2‰-3‰，固體蛋氨酸價格以2021年平均價格20.21元/千克計，則單噸飼料中蛋氨酸添加成本爲40.42元-60.63元，成本占比爲1.25%-1.87%。低成本占比帶來下(xià)遊客戶對蛋氨酸價格敏感度不高，利于在蛋氨酸價格波動時銷量保持穩定。
蛋氨酸可有效降低畜禽飼養成本，我國蛋氨酸消費(fèi)仍然具有較大增長空間。相(xiàng)較于發達國家而言，我國肉雞飼料中蛋氨酸的添加比例水平仍然較低，美國的該指标爲0.25%，而中國的主流飼料配方中蛋氨酸添加比例爲0.1%，同時用魚粉作爲氨基酸補充來源，我國的蛋氨酸添加比例仍有較大的提升空間。魚粉營養價值較低，單從補充氨基酸的角度，使用57千克魚粉僅同于直接添加1千克蛋氨酸的功效。根據安迪蘇公告，在營養成分目标攝取量一緻的情況下(xià)，通過在飼料中添加0.2%的蛋氨酸相(xiàng)較于完全不添加蛋氨酸，可降低約23%的禽類飼料成本。
受益于大豆與豆粕價格上漲推動飼料主要蛋白來源成本升高，蛋氨酸需求有望增長。受南美大豆減産及原油價格上漲等因素影響，當前全球大豆價格升至曆史高位。截至2022年6月，國内大豆市場價格達6224元/噸，爲曆史最高水平。随着大豆價格強勢上漲，作爲飼料主要蛋白來源的豆粕價格在大豆成本傳導下(xià)維持高位，帶來下(xià)遊飼料成本高企。蛋氨酸作爲動物重要氨基酸來源，下(xià)遊價格敏感度低，補充蛋白效果佳，具有明顯的降本優勢。在飼料成本持續承壓的情況下(xià)，蛋氨酸消費(fèi)需求有望進一步增長。
蛋氨酸價格受供給端擾動明顯，價格彈性大，2015年以來價格整體呈低位震蕩下(xià)行趨勢。蛋氨酸生産呈寡頭壟斷的高度集中格局，供給端擾動容易導緻價格劇烈波動。2008年以來，蛋氨酸價格波動明顯，并于2014-2015年兩度暴漲。2014年甯夏紫光因環保問題停産，疊加美國諾偉司蛋氨酸中間體工廠出現(xiàn)事故導緻停産，蛋氨酸短期内價格一度上漲至11.56萬元/噸。2015年受蛋氨酸進口供應緊張影響，價格再度上揚。2015年至今，赢創、希傑等多個蛋氨酸項目産能釋放(fàng)，蛋氨酸市場供應平穩，價格整體下(xià)行，呈底部小(xiǎo)幅震蕩趨勢。
