2025年中国大发酵行业概览：万亿级生物经济新蓝海，多元化应用场景开启行业增长第二曲线（精华版）

头豹行业概览|2025/02 www.leadleo.com 2025年 中国大发酵行业概览：万亿级生物经济新蓝海，多元化应用场景开启行业增长第二曲线 ChinaMajorFermentationIndustry2025中国の大発酵産業 （精华版） 概览标签：合成生物、生物药、重组白蛋白主笔人：张诗悦 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件 （在报告中另行标明�处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 本报告为2025年中国大发酵行业概览报告，将梳理中国及全球大发酵行业发展现状、产品特点、 技术动向及竞争格局，对该行业的产业链、行业规模做�具体分析。报告主要回答的关键问题包括： 1）大发酵技术相比传统化学合成和植物提取有哪些核心优势？ 2）中国大发酵行业的主要驱动因素有哪些？ 3）中国大发酵行业未来发展面临哪些技术瓶颈与市场挑战？ 报告要点速览 观点提炼 大发酵技术凭借绿色生产、成本优势及技术创新，成为合成生物学的核心应用方向 大发酵技术通过微生物代谢可再生生物质实现绿色生产，在碳减排、能耗及成本控制方面表现突�。其原料可再生、反应条件温和、产品多样性高等特性，突破了化学合成依赖化石资源、植物提取成分受限的瓶颈。技术创新如AI辅助菌株设计和自动化生产线进一步提升效率，推动其在医药、环保等领域的规模化应用。 政策支持、生物药市场扩容及技术突破共同推动中国大发酵行业高速发展 中国大发酵行业受多重因素驱动：政策层面，国家将生物制造纳入“十四五”战略，通过碳税政策强化环保工艺优势；市场层面，生物药市场规模从2017年2,185亿元增至2024年6,203亿元，占医药市场32%，直接刺激大发酵产能需求；技术层面，AI辅助菌株设计、高通量筛选等技术解决传统发酵产物浓度低、易污染问题，推动行业向高效化、规模化发展。 中国大发酵行业未来发展需突破技术瓶颈并加速跨领域应用渗透 中国大发酵行业面临的挑战：技术层面，产物浓度与纯度受限、菌株筛选培育难度大、生产成本高等问题仍待解决；市场层面，当前医疗领域占比80%，食品、农业等新兴领域技术成熟度低，跨行业需求转化周期较长。未来需通过菌种改造技术突破、工艺优化及政策引导，推动技术成本下降与应用场景扩展，实现从“医药主导”向“多领域协同”的转型。 •合成生物技术包括大发酵、化学结合生物学合成技术、基因技术等，其中大发酵技术是目前使用最多、最成熟的技术 合成生物与大发酵 合成生物主要技术对比 技术名称 技术原理 应用领域 优势 局限性 大发酵 利用微生物（如细菌、酵母等）在特定条件下生长代谢，将原料转化为目标产物。通过优化发酵工艺参数，如温度、pH值、营养成分等，实现产物的高效合成 食品工业（生产酒精、氨基酸、有机酸等）、制药领域（生产抗生素、疫苗等）、生物燃料生产（如乙醇、大发酵） 部分产品可大规模生产，成本相对较低；技术成熟，易于操作和控制 产物浓度和纯度有限，发酵过程易受杂菌污染；对微生物菌株要求高，筛选和培育优良菌株耗时费力 化学结合生物学合成技术 结合化学合成方法与生物学原理，通过化学手段修饰生物分子，或利用生物体系进行化学反应，实现具有特定功能的生物活性物质合成 药物研发（设计合成新型药物分子）、材料科学（制备生物相容性材料）、生物传感器开发 能够精确设计和合成复杂分子结构；可拓展生物分子的功能和应用范围 反应条件较为苛刻，对设备和技术要求高；涉及化学试剂使用，可能带来环境问题；合成过程复杂，步骤繁多 基因技术 通过对生物体基因进行操作，如基因编辑、克隆、重组等，改变生物遗传信息，使其产生新的性状或合成特定产物 农业（培育转基因作物，提高产量和抗性）、医学（基因治疗、基因诊断）、生物制药（生产重组蛋白药物） 可从根本上改变生物特性，实现精准调控；能够生产传统方法难以获得的生物制品 存在伦理争议，可能对生态平衡造成潜在影响；技术难度大，操作复杂，需要专业知识和设备；基因编辑可能存在脱靶效应，导致未知风险 大发酵为当前合成生物主要技术 合成生物技术包括大发酵、化学结合生物学合成技术、基因技术等，其中大发酵技术是目前使用最多、最成熟的技术，占合成生物总体市场的80%-90%。大发酵借助微生物生长代谢转化原料，能够在食品、制药、生物燃料领域进行应用，但合成生物整体产业处于商业化初期阶段，大发酵技术存在产物浓度与纯度受限，易受杂菌干扰，菌株筛选培育较难等问题，当前生产成本高，产品种类较少 化学结合生物学合成技术融合化学与生物学手段，可精准设计合成复杂生物活性分子，在药物研发、材料 科学等领域发挥作用，不过其反应条件苛刻，设备技术要求高，且有环境问题和合成步骤复杂的困扰 基因技术通过对生物体基因操作改变遗传信息，应用于农业、医学、生物制药等，能根本改变生物特性，生产特殊生物制品，然而面临伦理争议，对生态平衡有潜在风险，技术难度大且存在脱靶隐患 来源：头豹研究院 •大发酵技术与传统化学合成等技术相比，在二氧化碳、能耗、成本降低方面均具有优势，在“双碳”目标下，大发酵技术将逐渐替代传统技术 大发酵技术优势 大发酵技术与其他技术相比具备明显优势 大发酵技术较传统技术的优势 CO2减排幅度能耗降低幅度成本下降幅度 100% 90% 63% 56% 52% 45% 37% 30% 30% 20% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% 1,.3-丙二醇丁二酸1,4-丁二醇L-丙氨酸 大发酵与其他技术对比案例 大发酵技术在二氧化碳、能耗、成本具备优势 政府报告多次均提及“碳中和”、“碳达峰”目标，量化碳减排目标，并提�十四五期间，单位国内生产总值二氧化碳排放降低18%的目标 大发酵是一种具有潜力的绿色生产方式，其在化学品生产领域的应用体现了环保优势和成本优势，相较于传统化工生产工艺，碳排放量降低了63%-100%，其中华恒生物生产的L-丙氨酸甚至达到零排放，环境友好，符合“碳中和”发展宗旨 同时，政策亦逐步施行碳税等碳中和政策，将会进一步拉开生物制造对传统工艺的成本优势，大发酵相关的制造产业也将迎来重要发展机会 L-缬氨酸 技术类型 生产原理 优缺点 商业化情况 直接提取法 从天然蛋白水解液里分离 产量、纯度欠佳，难大规模生产 未商业化 化学合成法 以异丁醛为起始原料化学合成 成本高，反应条件要求严 未商业化 酶法 用固定化高效酶催化丙酮酸等底物转化 受酶性能和成本限制 未商业化 大发酵法 改造微生物，优化发酵流程生产 原料成本低，条件温和，适合大规模生产 已商业化 大发酵技术是目前L-缬氨酸生产的主要技术 L-缬氨酸的生产存在多种工艺，包含直接提取法、化学合成法、大发酵法和酶法。直接提取法产量低、纯度低，难以大规模生产；化学合成法成本高且反应条件严苛；酶法受酶特性和成本的限制 相比之下，大发酵法优势显著，其通过改造微生物，能够通过优化发酵条件和流加策略，有效提高L-缬氨酸的产量和纯度。大发酵技术原材料成本低，反应条件温和，易于实现大规模生产，目前已实现商业化，成为当前生产L-缬氨酸的主要技术 来源：梅花生物2024半年报、头豹研究院 L-丙氨酸 化学合成法 重构氧化同分异构羧化 原油 苯环 马来酸酐 富马酸 天门冬氨酸 L-丙氨酸 大发 酵法 氧化+供能还原 菌种选育 培养基配制 葡萄糖 丙酮酸盐 L-丙氨酸 L-丙氨酸全球丙氨酸需求量，2018-2023年 技术类型 化学合成法 大发酵法 产品成本技术要求工艺路线 环境友好度 单位：万吨 8.1 7.2 6.4 5.7 5.1 4.5 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 201820192020202120222023 大发酵法为L-丙氨酸的生产的较优选择 从2018至2023年，全球丙氨酸需求量展现�强劲的增长趋势，从4.5万吨攀升至8.1万吨，显著的上升幅度反映�市场对丙氨酸的需求持续扩张。在丙氨酸的生产领域，大发酵法正凭借其独特优势逐渐脱颖而� 在L-丙氨酸的生产上，大发酵法较化学合成法更具优势。化学合成法以原油为起始原料，经重构、氧化等多步复杂反应，不仅原料依赖化石资源，且每一步反应对技术要求高，需精准控制反应条件，工艺路线繁琐，生产过程中产生较多污染物，环境友好度低 而大发酵法从菌种选育�发，以葡萄糖为原料，经培养基配制、发酵培养等步骤合成。其原料可再生，成本相对较低，技术要求侧重于菌种优化和发酵条件控制，工艺路线相对简洁。此外，发酵过程绿色环保，环境友好度高，相比化学合成法，更符合可持续发展需求，在L-丙氨酸生产中优势明显 来源：华恒生物招股书、头豹研究院 •中国生物发酵技术全球领先，研发成果突�。庞大消费群体与食品、医药、化工等领域的旺盛需求形成有力支撑，使中国在全球生物发酵市场中占据重要地位 发展现状——全球最大的大发酵市场 中国在大发酵领域的进展全球领先 国内外重组人血白蛋白研发进展 企业 国家 产品名称 表达系统 临床阶段 适应症 进展 通化安睿特 中国 重组白蛋白注射液 毕赤酵母 III期临床 肝硬化腹水/低蛋白症 2024年4月在俄罗斯完成注册 禾元生物 中国 植物源重组人血清白蛋白注射液 （OsrHSA） 水稻 III期临床 失代偿性肝硬化腹水 2024年9月提交新药上市申请 深圳普罗吉 中国 重组人血清白蛋白注射液 酵母 II/III期临床 肝硬化腹水 2023年4月首次公示 健通生物 中国 重组人血清白蛋白注射液 毕赤酵母 Ia期临床 低蛋白血症 2024年2月首次公示 田边三菱 日本 注射重组人血清白蛋白（Medway） 毕赤酵母 已撤市 低蛋白血症/ �血性休克 2009年因临床前数据造假撤市 人血白蛋白市场份额，2023年 GrifolsCSL Behring0ctapharma 17.0% 中国是全球最大的大发酵市场 中国在全球生物发酵市场中占据重要地位，主要得益于其在技术与市场的双重优势。一方面，中国在生物发酵技术领域处于全球领先地位，率先突破了多项核心技术，例如中国的人血白蛋白长期依赖进口，国际企业市场份额高达53.9%。大发酵技术�现之后，中国率先突破大发酵制作重组白蛋白技术， Takeda 天坛生物华兰生物泰邦生物 2.5% 4.0% 28.0% 15.7% 10.8% 并成为全球首个获批国家，且多家企业相继研发�重组白蛋白产品，研发进程全球领先；此外，重组胶原蛋白、胡萝卜素、雌激素等重要发酵产品也主要由中国企业生产，而其他国家在这些领域的技术成熟度较低，市场体量较小。另一方面，中国大发 远大蜀阳 其他 5.0% 6.6% 10.4% 酵潜在市场庞大，中国拥有庞大的消费群体，食品、医药、化工等领域的市场需求旺盛。随着生物发酵技术的不断成熟，其正在逐步替代传统的化工合成和植物提取技术，未来有望在食品、医药、化工等领域实现现有产品的替代，未来存在千亿乃至万亿市场空间潜力 来源：禾元生物招股书、中检院、头豹研究院 •预计2026年生物药市场规模将达8,075亿元，在医药市场中占比将提升至37%，大发酵技术作为生物药的重要制备技术之一，生物药市场的快速扩张将推动其市场的发展 驱动因素——中国生物制药市场 中国医药市场规模，2017-2026年预测 化学药中药生物药 CAGR：6.7% 单位：十亿元 2,000 1,500 1430.4 1533.5 1633 312 CAGR：4.4% 1591.2 1448 1658.6 1797.7 534.7 1931.2 620.3 2064.5 710.2 2198.6