1.1 全球农药需求波动向上,呈现一定的周期性
农药种类繁多,除草剂、杀虫剂、杀菌剂为三大核心品种。农药行业上游是以石油、煤 炭、天然气为基础原料的石化等大化工行业,下游按照作物保护用农药和非作物保护用 农药的不同,分别为种植业以及公共卫生、园艺、灭鼠等行业,与普通居民衣、食、卫 生等密切关联。 若以防治对象来分类,农药可分为杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、杀线虫剂、除草剂、杀鼠 剂和植物生长调节剂等,进一步以作用方式来分类,杀虫剂又可分为胃毒剂、触杀剂、 内吸剂、熏蒸剂等,杀菌剂可分为保护性杀菌剂、治疗性杀菌剂、铲除性杀菌剂等,除 草剂可分为选择性除草剂、灭生性除草剂等。
全球农化市场整体规模波动向上,未来有望随需求提升而逐步扩大。根据中商产业研究 院数据显示,2017-2023 年全球植保行业市场规模由 564 亿美元增长至 687 亿美元,年 复合增长率为 3.34%,呈波浪式发展,每隔一段时间因各种原因会出现下降与波动,呈 现出一定的周期性。目前全球农化市场仍处于行业底部,有待行业复苏。我们认为未来 随着全球农业的发展的提升,整体市场规模仍有上升空间。 根据农药快讯信息网及 Market Research 数据显示,2016-2023 年全球非作物保护用农 药市场规模由 65.32 亿美元增长至 87 亿美元,年化增速为 4.17%。我们认为这类产品 具有一定快速消费品的属性,需求相对刚性稳定,市场波动幅度较小,更多表现为非周 期性,因此在下文中我们主要对全球作物保护用农药进行探讨。
1.2 中长期全球人口增长推动全球粮食需求稳步向上,全球农化需求向好
人均耕地面积减少,单位耕地粮食产量要求提高,推动农药使用量提升。随着世界人口 的不断增多,粮食需求与日剧增。根据经济合作与发展组织数据显示,2022 年世界人口 已达 79.75 亿人,预计 2030 年世界人口将达 85.46 亿人。玉米、小麦等主要粮食作物 的消费量也将随着人口的增长而增长,根据经济合作与发展组织数据显示,2030 年全球 玉米、小麦消费量分别增长至 13.93、8.71 亿吨。 与此同时,城市化进程的加快也在推动着人均耕地面积的减少,以中国、美国、印度等 人口大国为例,根据国家统计局数据显示,2011-2023 年中国、美国、印度人均耕地面 积分别由 0.09、0.50、0.12 公顷/人下降至 0.088、0.471、0.107 公顷/人。人均耕地的 减少对单位土地的产出提出了更高的要求,进而推动了农药等相关植保产品的需求。
2030 全球消除饥饿目标下,全球粮食供应安全有待改善。联合国在 2024 年发布的《世 界粮食安全和营养状况》报告(SOFI)中提及,2023 年全球有 7.13 亿至 7.57 亿人遭受 饥饿,比 2019 年显著增加;非洲仍面临严重的饥饿问题;全球有 23.3 亿人经历中度或 严重粮食不安全,报告强调了全球粮食安全和营养面临的挑战,并呼吁国际社会采取行 动,以实现到 2030 年消除饥饿的目标。我们认为农药对现代农业至关重要,全球粮食 安全下,农药有待发挥更为重要作用,全球农药需求有望向上。 粮食供应链安全背景下,农药的重要性逐步显现。国务院在《关于做好 2023 年全面推 进乡村振兴重点工作的意见》指出:确保全国粮食产量保持在 1.3 万亿斤以上,各省(自 治区、直辖市)都要稳住面积、主攻单产、力争多增产。我们认为农药对现代农业至关 重要,在保障粮食安全发挥着至关重要的作用。
1.3 短期农产品及原油价格对农药价格仍具有一定的支撑
农药使用量与农作物种植面积以及单位面积农药的使用量密切相关。种植面积与农作物 需求、农作物价格有较大关系,单位面积的农药使用量与种植结构和气候等因素相关。 从种植面积来看,作为饲料主要来源的玉米、大豆等作物播种面积有一定的上升,而作 为淀粉类主食的小麦、大米等作物种植面积呈现小幅震荡。我们认为随着生活水平的提 高而改变,人们饮食结构发生改变,动物蛋白占比的提高推动了玉米、大豆等与饲养业 相关的粮食作物种植面积的稳步增长。根据经济合作与发展组织预测,2024-2033 年, 除猪肉人均消费量下降 0.32 千克/人以外,家禽肉/牛肉/羊肉人均消费量将分别增长 0.48/0.11/0.06 千克/人。
种植结构对农药使用量的影响主要体现在不同植物单位面积用药量的不同上。整体来看, 蔬菜、水果等经济作物的单位用药量显著高于小麦、玉米、大豆等粮食作物,根据《我 国农药使用量增长的驱动因素分解:基于种植结构调整的视角》数据显示,柑桔、苹果、 蔬菜和棉花为高用药农作物;甘蔗、烟草和水稻为中用药农作物;小麦、玉米、大豆、油 菜和甜菜为低用药农作物。我们认为在市场经济导向作用下,越来越多的土地被用来种 植经济效益较高的蔬菜、水果等作物,种植结构的调整有望推动农药需求的提升。
生物航煤添加比例提升,未来需求增长可观。根据欧盟 ReFuelEU Aviation 法规及 European Alternative Fuels Observatory 信息显示,2025 年生物航煤占航空燃料的比重 2025 年需达 2%、2050 年需达 70%。假设以 2030 年欧盟航空燃料预计使用量 4600 万 吨为参考标准进行推算,在 70%添加比例估计下,则对应生物航煤需求潜力超 3200 万 吨/年。整体来看,2030-2050 年欧洲生物航煤需求量有望从 276 万吨增长至 3220 万吨, 年复合增长率为 13.07%。
油脂航煤(OTJ)路线较为成熟,有望拉动植物油脂需求。根据《生物航煤产业发展现 状与建议》显示,生物航煤技术路线可分为油制航煤(OTJ)、醇制航煤(ATJ)、气制航 煤(GTJ)和糖制航煤(STJ)等。OTJ 路线将废弃食用油、动植物油、藻油、热解油等 油类原料转化为生物航煤,其主要采用酯和脂肪酸加氢技术(HEFA),产品热稳定性高、 冷流性好、十六烷值高、尾气排放低,为目前较成熟的生物航煤工艺。根据《生物航煤 产业发展现状与建议》显示,在经过 ASTM 认证的生物航煤技术路线中,以动植物脂肪、 油和油脂为原料的加氢酯和脂肪酸合成石蜡基煤油(HEFA-SPK)技术为技术就绪水平 (TRL)和燃料就绪水平(FRL)最高的技术。根据上海东庚化工技术公司官网信息显示, 废弃油脂生产生物航煤转化率为 40%,以 2050 年欧洲生物航煤需求 3220 万吨计算, 我们假设 2050 年 HEFA 技术生产生物航煤产量占比为 50%,对应油脂需求为 4025 万吨。 我们认为长期来看,生物航煤对全球油脂需求仍有一定的拉动作用,油料作物的需求的 增长将刺激农民的种植意愿以及相应农化产品的需求。
农产品价格走弱,但仍可为当前农药价格形成一定支撑。农作物价格很大程度决定种植 户对农药的用量和价格接受度,主要农产品价格正逐步由 2022 年的高点回落,根据国 际货币基金组织数据显示,截至 2024 年 10 月全球小麦/玉米/大豆/大米实际市场价格分 别 为 197.37/189.59/368.49/496.61 美 元 / 公 吨 , 较 2024 年 初 分 别 下 跌 12.70%/4.61%/18.59%/21.11%。但纵向对比来看,2024 年小麦、玉米、大豆、大米 等主要粮食的均价均高于 2016-2018 年的均价,但农药各品种的价格普遍低于 2016-2018 年同期水平,我们认为从农产品价格角度考虑,目前农产品价格仍可为农药 价格形成较好的支撑。
全球主要农产品库销比逐步回落。根据美国农业部及经济合作与发展组织数据计算,预 计 2024 年全球小麦/玉米/大豆/玉米库销比分别为 0.24/0.32/0.33/0.34。整体来看,虽 然全球主要农产品库销比仍处于相对高位,但除大豆以外,其余主要农产品已逐步回落。 我们认为农产品库销比的逐步降低将为其价格形成一定支撑。
原油价格预期走弱。原油一方面作为农药生产的主要原材料,从成本端推动着农药价格 上涨。另一方面,燃料乙醇作为汽油的替代品,其价格随原油价格波动,原油价格上涨 将推动燃料乙醇价格的提升,进而推动其发酵原料玉米、甘蔗等原料需求的提升。根据 经济合作发展组织数据显示,2033 年全球燃料乙醇产量有望达到 154660 千吨,进而带 动相应原料的需求。
根据生意社数据显示,截至2024年11 月16 日,WTI原油/布伦特原油分别为68.94/73.01 美元/桶,较年初分别下跌 3.94%/5.37%。我们认为受全球经济衰退预期影响及沙特增 产意愿,原油价格预期走弱。
但纵向对比来看,2024 年原油均价均高于 2016-2018 年的均价,但农药各品种的价格 普遍低于 2016-2018 年同期水平,我们认为从原油绝对价格出发,目前原油价格仍可为 农药价格形成一定的支撑。
2.1 我国原药产量竞争优势明显,出口占比高
环保政策趋严后,我国原药产量进入调整发展阶段,但市场地位优势依旧显著。根据前 瞻经济学人数据显示,我国农药发展历经四个时期,分别是快速发展时期(1980s-1990s 中期),平稳发展时期(1990s 中期-20 世纪末),重新加速时期(21 世纪-2015 年)以 及调整发展时期(2016 至今)。2016 年之后,国家环保政策趋严,产业结构优化,落后 产能出清,我国原药产量有所回落,进入调整发展阶段。尽管如此,我国依然为世界上 最大的原药生产基地,根据中国农药信息网数据显示,我国拥有全球近 70%的农药原药 产能。根据国家统计局数据显示,2023 年我国化学农药原药产量为 220.95 万吨,同比 上升 3.99%。
我国已成为世界主要农药出口国。我国农药出口量保持稳步增长,2012-2023 年我国农 药出口量由 89.2 万吨增长至 263.5 万吨,年复合增长率为 10.35%。出口已成为我国农 化行业的主要消费驱动力,根据世界农化网数据显示,2011—2020 年我国农药出口数 量占产量的比例基本稳定在 65%,2021—2022 年这一比例上升至 85%。
国内农药行业市场规模持续增长。我国作为全球农化产品最大的提供商,承担了全球大 部分的农药产品,市场规模亦处于逐步增长的态势,2017-2023 年国内植保行业市场规 模由 403 亿美元增长至 515 亿美元,年复合增长率为 4.17%。我们认为未来随着全部农 化产品需求的提升,国内整体市场规模仍有上升空间。
2.2 复盘过去几年影响农药产业政策
2016-2019 年环保安全推动的农药供给侧改革。2016 年以来,环保推动的化工行业供 给侧改革,使得部分不具备环保能力的中小农药企业产能退出。2019 年 3 月 21 日,江 苏省盐城市响水县陈家港镇化工园区内江苏天嘉宜化工有限公司发生爆炸事故,“响水” 事件后,化工企业安全问题成为关注重点,政府整治力度加大,苏北部分化工园区和企 业产能退出。我们认为环保安全驱动的农药行业供给侧改革使得部分不符合环保和安全 标准的中小农药企业退出,供给侧的收缩也在一定程度上助力了 2021-2022 年农药价格 上行的行情。 “化工入园”成为农药行业发展趋势。根据《“十四五”全国农药产业发展规划》,为构 建现代农药生产体系、优化生产布局,应引导农药企业入驻符合产业定位、依法依规开 展规划环评的合规园区,发挥园区区位优势和产业链优势,促进产业做优做强,加大退 出高风险、高污染产能的力度,控制过剩产能。东部沿海地区,稳定化工园区农药发展, 适度扩大优势园区规模,重点发展化学农药创制生产,淘汰落后产能,依托先进技术和 人才优势,培育一批高技术、高附加值的创新型、出口型企业。中西部地区,强化对入 园农药项目的综合评估,严把生产许可关,结合生态要求和产业现状,重点培育一批生 物农药优势企业和绿色农药制剂加工企业。 十四五期间,我国重点发展农药产能的园区共计 31 个,分布在华东、华北、华中、华南、东北、西北、西南等地区。我们认为“化工入园”政策有利于农药企业集中管理以 及环保、安全方面相关要求的落实,同时在园区规模经济效应的加持下,有助于培育出 具有较强竞争力的中大型农药企业。
产业政策利好高效低风险新型化学农药。《“十四五”全国农药产业发展规划》指出,支 持发展高效低风险新型化学农药,大力发展生物农药,逐步淘汰退出抗性强、药效差、 风险高的老旧农药品种和剂型,严格管控具有环境持久性、生物累积性等特性的高毒高 风险农药及助剂。根据《产业结构调整指导目录》(2024 年本), 高毒、高残留以及对 环境或农产品质量安全影响大的农药原药(氧乐果、特丁磷、杀扑磷等)以及草甘膦、 毒死蜱、三唑磷、百草枯、百菌清、阿维菌素、吡虫啉、2,4-D、啶虫脒、噻虫嗪、麦草 畏、敌草快、草铵膦、烯草酮、代森锰锌生产装置被列入限制类项目。对属于限制类的 新建项目,禁止投资;对属于限制类的现有生产能力,允许企业在一定期限内采取措施 改造升级。我们认为随着农药行业产业结构升级的逐步深化,落后中小产能将会加速出 清,行业整体竞争格局优化,拥有规模及技术优势的龙头企业有望从中获利。
鼓励农药企业转型与整合,农药行业集中度有望逐步提升。《“十四五”全国农药产业发 展规划》提出,通过农药生产企业兼并重组、转型升级等手段培育一批竞争力强的大中 型生产企业,推进农药企业集团化、品牌化、国际化发展,逐步改变农药企业多小散的 格局。在“十四五”期间着力培育 10 家产值超 50 亿元企业、50 家超 10 亿元企业、100 家超 5 亿元企业,园区内农药生产企业产值提高 10 个百分点。在 2025 年,农药生产企 业数量应降至 1600 家以下,规模以上企业农业业务收入将提升至 2500 亿元以上。 我们认为并购与重组不仅仅包括纵向产业链上下游的整合,更包括大型企业通过并购快 速扩充自身产品储备以实现横向扩张,其有利于龙头企业提升自身业务竞争力,也有利 于农药行业整体实现集约化发展,加快落后产能的退出。 “一证一品”政策落地,行业集中度有望进一步提高。根据世界农化网信息显示,2024 年 11 月 4 日农业农村部发布《农业农村部关于修改〈农药登记管理办法〉等 5 部规章 的决定(征求意见稿)》, 其中第三十一条第一款中,在“农药标签和说明书不得使用未 经注册的商标”后增加“同一登记证持有人的同一农药产品标签只能标注同一个商标”, 本次明确不论是自己生产或是委托生产,都只能用一个商标,而非以生产企业来限定商 标,″一证一品″或成为现实。政策的落地将打击授权、委托、借证生产等行为,从而 使市面上流通的农药产品数量下降。我们认为“一证一品”政策的落实将加快中小产能 出清,尤其是以委托加工为主要经营模式的营销型农药企业市场份额将会急剧减少,利 好拥有证件优势以及生产技术优势的大型企业,行业集中度有望进一步提高。
2.3 国内农药产能西迁或已告一段落
“十四五”以来农药行业投资强度提高,甘肃、宁夏等西北地区为主要投资地域。根据 《农药行业投资情况及风险规避》显示,“十三五”期间农药行业生产性投资额为 687.6 亿元,形成原药产能 65.3 万吨/年,中间体产能 91.8 万吨/年,制剂产能 53.1 万吨/年, 其中甘肃、宁夏、内蒙古为主要投资地区,投资额分别为 51.6 亿元、61.6 亿元、165.1 亿元,江苏和山东投资额分别为 71.1 亿元和 63.7 亿元。“十四五”前三年(2021 年 1 月 1 日至 2023 年 9 月 30 日)农药行业生产性投资额为 634.97 亿元,形成原药产能 55.99 万吨/年(杀虫剂 13.94 万吨/年、杀菌剂 17.84 万吨/年、除草剂 24.21 万吨/年),中间体 113.50 万吨/年,制剂 53.64 万吨/年,其中甘肃、辽宁、山东、安徽、宁夏为主要投资 地区,投资额分别为 122.16 亿元、97.87 亿元、81.49 亿元、57.09 亿元、32.95 亿元。 我们认为相较于“十三五”而言,“十四五”农药行业整体投资强度较高且形成新增产能 较多,投资主要集中于 2023 年,其主要原因为 2021-2022 年农药价格的高位运行带动 了投资的热潮,从地域上来看,甘肃及内蒙古等地区为农药主要投资地区,农药产能西 移势头明显。
从产量角度看,西北地区农药原药产量增速亦处于高位。根据国家统计局数据显示, 2020-2023 年甘肃、宁夏、内蒙古地区化学农药原药产量年复合增长率分别为 35.82%、 60.02%、62.99%,而江苏、浙江、山东地区对应增速分别为 6.3%、35.90%、31.84%。 我们认为西北及内蒙地区产能的扩张为近年来农药供给端贡献了主要增量。
环保政策因素推动农药产能西移,“西进”与“北上”成为企业主要选择。根据《我国 农药企业投资新建情况分析》显示,环保政策、安全整顿企业自身发展规划为推动农药 企业异地建厂的主要原因。从地域来看,农药企业更倾向于在我国西北以及内蒙古等地 区建厂,35.29%的企业倾向于在内蒙古投资建厂,33%的企业倾向于在宁夏投资建厂, 20%的企业倾向于在甘肃投资建厂,西部地区合计占比超 80%。
西北及内蒙古地区兼具人工与资源成本优势,成为吸引农药企业建厂的主要因素。内蒙 古及西北地区虽然生态环境较为脆弱、地缘条件不及传统的东南沿海化工园区,但其较 为丰富的天然气、石油、煤炭、电力资源以及较低的人工成本吸引着农化企业在当地建 厂投资。此外,出于当地经济发展的需要,农药原药生产作为精细化工产业也受到当地 政府的支持与鼓励。
受前期农药价格高位运行影响,2023 年农药供给侧大幅扩产。2021-2022 年,受新冠 疫情影响,海外植保企业对供应链安全产生恐慌而大量囤货,叠加农产品价格上行,农 药价格处于高位,进而造成了国内农药企业集中扩产。根据世界农化网经不完全统计, 2023 年我国农药新项目投建数量接近 260 个,新增产能超 240 万吨,其中农药原药约 128 万吨,农药中间体约 112 万吨,新增原药项目共涉及 182 个产品,其中以除草剂为 主,占比达到 51.6%。新增产能 1 万以上的农药原药产品多达 26 个,主要包括草铵膦、 2,4-D、代森锰锌、烯草酮、敌草快、精草铵膦、氯虫苯甲酰胺、吡唑醚菌酯、啶虫脒等 产品。
2023 年农药价格大幅下行,投资冲动减弱,预计未来产能增量有限。2023 年全球农药 库存高企,叠加新建产能集中释放,农药价格下行。根据中农立华原药公众号数据显示, 2023 年在跟踪的所有产品中,92%的产品价格同比下跌,8%的产品价格持平,无上涨 品种,原药价格指数年底收于 80.19 点,同比下跌 37%。从价格跌幅前五名细分品种来 看,其中不乏 2023 年新增产能 1 万吨的原药产品,如草铵膦(同比下跌 58%)、烯草酮 (比下跌 56%)、2,4-D(同比下跌 45%)、噻虫嗪(同比下跌 45%)、氯虫苯甲酰胺(同 比下跌 45%)、丙硫菌唑(同比下跌 64%)、吡唑醚菌酯(同比下跌 42%)等。受价格 低迷影响,我们认为 2024-2025 年农药行业投资热情或已明显下行,且 2023 年筹划投 建产能的释放进度将逐步放缓,根据《“十四五”农药行业投资情况及展望》数据显示, 2024 年及 2025 年农药行业投资额预计分别为 120、130 亿元,较 2023 年明显下降。
海外与国内农化企业去库存或接近尾声。海外企业方面,全球农化巨头 FMC 及 CORTEVA 存货绝对值水整体处于下降趋势,存货周转天数目前仍处于相对高位。国内企业方面, 各公司存货周转天数整体较年初出现下滑,企业经营状况逐步改善,但仍未回到历史均 值水平。我们认为海内外农化企业去库存趋势已整体初见成效,去库存周期或将于 2025 年接近尾声。
从产量角度考虑,2024 年国内农药行业已初现复苏迹象。根据国家统计局数据显示, 2024 年我国化学农药原药产量累计同步增长率较 2023 年提升明显,整体水平与 2021 年农化产品价格处于高位时相当。我们认为产量的复苏为行业整体复苏的基础,参照 2016 年农化行业走势来看,先有农药产量同比上升,后有价格的上涨,目前须静待价格 催化剂的落地。
从出口角度考虑,2024 年国内农药企业出口情况已有所转好。我国农化行业以出口为 主,出口需求与我国农化行业景气度高度相关。根据 ifind 数据显示,1H24 国内主要农 化企业境外收入虽仍同比下降,但下降速率较 2023 年已明显放缓。我们认为国内农药 企业出口情况逐步向好,行业景气度有望触底回升。
农药价格目前尚处底部,不同品种表现呈现分化。根据中农立华原药公众号数据显示, 2024 年 11 月 24 日,中农立华原药价格指数报 73.26 点,同比 2023 年下跌 12.4%,环 比上月下跌 1.12%。跟踪的上百个产品中,同比 2023 年 65%产品下跌;环比上月 71% 产品持平,10%产品上涨。不同原药品种之间表现呈现分化,中农立华除草剂原药价格 指数报 79.83 点,同比 2023 年下跌 14.2%,环比上月下跌 1.96%;中农立华杀虫剂原 药价格指数报 64.91 点,同比 2023 年下跌 13.6%,环比上月上涨 0.41%;,中农立华杀 菌剂原药价格指数报 73.05 点,同比 2023 年下跌 8.08%,环比上月下跌 0.96%。我们 认为农药原药价格指数已逐步触底,短期内或将底部震荡运行,部分行业竞争格局较好、 库存水平较低的细分品种产品价格或有一定上升空间。
以百菌清为例,供需格局较好,价格近期明显回升。根据全球农药市场研究 2024 年 11 月 28 日的报道,当前百菌清原药价格为 2.62 万元/吨,自 2024 年 5 月份以来,价格至 底部上涨约 62%,特别是进入 2024 年 9 月份以来需求旺盛,价格加速上涨。供给方面,全球百菌清总供给量为 7 万吨,其中大部分产能集中在国内。百菌清属《产业结构调整 指导目录》(2024 年本)中限制类项目,禁止投资新建,故近年来供给端增量有限。需求 端方面,每年 9 月-次年 1 月为南美大豆种植期,2024 年三季度以来由于南美地区受降 雨及大豆锈病等影响,百菌清市场需求不断增加。我们认为近年行业百菌清供给增量少, 需求修复是产品价格上涨的因素,建议关注供给增量有限、需求向好的农药品种,价格 或有上涨空间。
4.1 以草铵膦为例,看中国农药行业的快速发展
草铵膦为世界主流灭生性除草剂之一,市场规模稳步增长。草铵膦具有除草活性高、除 草谱广及环境相容性好的特点,非常适合发展除草剂抗性基因,草铵膦抗性基因已经导 入水稻、小麦、玉米、甜菜、烟草、大豆、棉花、马铃薯、番茄、油菜、甘蔗等 20 多 种作物中,近年来已在美洲、亚洲、欧洲、澳洲等地区的农业大国推广种植这些转基因 作物。 草铵膦工艺具有较高的技术与环保壁垒。草铵膦工业化生产的主流工艺为热裂解 ACA 工 艺以及 Strecker 工艺,其中 Strecker 工艺又可分为格式法以及铝法。根据《草铵膦制备 工艺研究进展》显示,热裂解 ACA 工艺为最初为拜尔公司所研发与掌握,而我国企业普 遍采用 Strecker 工艺。 根据《草铵膦制备工艺研究进展》显示,热裂解 ACA 法通常分为三步,首先在高温下热 裂解法制备 MDP,再与正丁醇制备甲基亚膦酸单正丁酯(MPE),其次丙烯醛在低温下一 步制得丙烯醛氰醇乙酸酯(ACA),最终 MPE 和 ACA 在过氧特戊酸叔丁酯(BPP)引发下进 行 Michael 加成反应制备(3-乙酰氧-3-氰丙基)-甲基膦酸正丁酯,最后通过氨化、水解得 到草铵膦,该工艺已完全实现连续化,自动化程度高,总收率达到 95%。 Strecker 工艺以甲基亚膦酸二乙酯为原料,首先丙烯醛与乙醇生成的缩醛与甲基亚膦酸 二乙酯发生 Michael 加成反应,酸化后得到 3-乙氧基甲基膦酰基丙醛,加入氰化钠、氯 化铵和氨水发生 Strecker 反应得到氨基腈,最后水解、氨化和纯化得到草铵膦产品,该 工艺所得草铵膦的纯度可达 95%,总收率在 30%以上。
热裂解 ACA 法优势明显,Strecker 工艺成本偏高。根据《草铵膦制备工艺研究进展》 显示,与热裂解 ACA 法相比,格式 Strecker 工艺存在产品收率较低;工艺涉及化工产品 多且流程复杂,大多数化工原料尤其是格氏试剂和氰化钠易燃易爆,存在安全隐患;合 成路线较长,每个单元都会产生相应的“三废”,较难处理,环保压力较大;连续化程度 低等问题。 后续铝法 Strecker 工艺较格式 Strecker 法有所改进,即通过 CH3Cl、PCl3 和 AlCl3络合/ 解络的方法制备 MDP,由 MDP 制备甲基亚膦酸二乙酯,但仍存在 MDP 收率低、存在反 应过程危险、三废问题严重等问题。2 成本方面,根据《2021 年全球氨基酸类除草剂发展概况和趋势综述》显示,热裂解 ACA 工艺草铵膦生产成本具备优势,是合成草铵膦的最佳工艺。
热裂解 ACA 法技术壁垒和设备壁垒较高。MDP 的制备工艺及合成装置一度成为制约我 国发展热裂解 ACA 法草铵膦的主要壁垒。热裂解 ACA 法技术壁垒主要体现在是 MDP 的 合成和 Michael 加成,其中 MDP 的合成为核心技术与难点,尤其以连续气相法合成 MDP 技术壁垒最高。拜尔以 CH4和 PCl3为原料,在 600 ℃高温下气化裂解来制备 MDP,反 应存在易产生固体沉积物、MDP 自动转变为二甲基一氯化膦、及原材料 PCl3、CCl4和产 品 MDP 的沸点相近导致分离难的问题,需要开发了专门的合成与分离装置来解决。
利尔化学、利民股份等企业实现 MDP 合成技术的突破。2019 年 4 月 29 日,利尔化学 申请了一项低能耗生产草铵膦专利,利用对二甲苯或甲苯作为捕集剂来冷凝收集甲烷法 高温裂解下的 MDP 产物,分离过程中不需要高理论塔板数和大回流比精馏塔分离 MDP, 大大降低了能耗,而且捕集剂可循环套用,表明公司基本解决三氯化磷与甲烷合成 MDP 的工艺问题。根据公司 2019 年 12 月 25 日停产并线公告,公司顺利实现 MDP 项目的并 线,以提升产品的工艺技术水平与竞争力。根据农药新闻网及农药资讯网信息显示,利 民股份、新和成的草铵膦装置均采用 MDP 合成工艺。 精草铵膦(L-草铵膦)是草铵膦行业的发展方向。目前市场销售的普通草铵膦均为外消 旋体,是 L-草铵膦与 D-草铵膦等比例的混合物。L-草铵膦是真正发挥除草活性的有效体。 只有 L-草铵膦才能抑制杂草等植物体内的 L-谷氨酰胺合成酶的生物活性,导致铵离子累 积中毒,从而抑制光合作用,最终使杂草等植株死亡。L-草铵膦除草活性为普通草铵膦 的两倍,用量仅为普通草铵膦的一半,环境污染小,可降低施药成本,是草铵膦行业发 展的方向。4 合成生物学技术赋能农药行业,国内多家企业精草铵膦技术获得突破。合成生物学改造 生物体作为高效细胞微工厂进行定向化、高效化、大规模化物质加工与转化,为社会发 展提供工业商品(如新材料产品),我们认为合成生物学技术逐步全面赋能传统行业,是 对传统生产方式的补充和颠覆,在能源、化工、材料等领域具有改变世界工业格局的潜 力。国内利尔化学、永农股份、利民股份、山东汇盟、红太阳、新安化工、犇星化工、 七洲绿色化学、兴发集团、山东绿霸以及长青股份等多家企业利用合成生物学技术,布 局生物法精草铵膦产能。目前国内生物法主要有生物酶催化法和 L-高丝氨酸法两大类, 国内企业内利尔化学、永农股份、利民股份、七洲绿色化学等企业已实现产业化生产。
国内 L-草铵膦行业快速发展。据中国农药信息网数据,截至 2024 年 12 月 19 日,我 国登记的草铵膦原药品种有 95 条,其中精草铵膦原药 8 条,精草铵膦铵盐 24 条。
以草铵膦为例,看中国农药行业的快速发展。由于当时草铵膦行业存在技术壁垒较高、 工艺复杂等难题,2016 年国内草铵膦产能仅有 1.53 万吨/年,当时国内较大的草铵膦生 产企业仅有四川利尔(3000 吨/年)以及浙江永农(3000 吨/年),随着国内企业在研发 的投入,相应工艺路线的打通,化工装备的进步,草铵膦产能迅速扩张,2023 年我国草 铵膦产能已增长至 12.85 万吨,年复合增长率为 35.52%。国内企业并实现从草铵膦到 精草铵膦的产业化,根据农药新闻网数据显示,2023 年国内已有精草铵膦产能 28000 吨,远期规划产能 60 万吨以上。我们认为国内草铵膦行业的飞速发展,正是我国过去 10 年中国农药工业快速发展的缩影,其从侧面反映了我国农药乃至精细化工行业技术的 快速突破以及较强的工业转化能力。
4.2 不可回避的龙象之争,印度农化行业近年的快速发展
国际农化企业支持推动印度农化行业快速崛起。国际农化企业对印度农化市场的支持一 方面源于印度农化市场巨大的潜力,另一方面源自印度在大规模工业生产的潜力。印度 拥有广阔的耕地以及庞大的农业人口,但农药使用强度却远低于全球平均水平。根据 Mordor Intelligence 数据显示,2022 年印度的农药平均消耗量约为 0.57 克/公顷,而日 本、泰国和德国等国家的消费量分别为 11kg/公顷、17kg/公顷以及 3kg/公顷。沙特阿美、 法国道达尔、德国巴斯夫等的众多国际化工巨头,近年来通过收购、并购、绿地投资等 方式加快在印度扩张,产能的扩张既可作为面向全球的出口基地,又可满足印度国内农 化市场未来的需求。 出色的仿制能力和低环保、人工成本使印度农药价格富有竞争力。 印度之所以能够快 速占领国内外农药市场,主要原因为其“快速仿制”专利过期的农化产品的能力。印度 仿制药的价格具有较强的竞争力,能够快速占领市场。根据世界农化网数据显示,从具 体农药产品来看,印度本地仿制农药与首次引入印度时进口农药价格相比,降幅在 50%-90%之间。我们认为印度农药企业在仿制药降本方面具有竞争优势,其与印度农药 企业农药仿制与工艺创新能力有关,同时也与印度较低的环保成本与人工成本有关。
政策支持助力印度本地农药企业发展。根据农化新闻网及世界农化网信息显示,印度政 府高度关注农化产业,视其为“印度最有希望跻身全球领导地位的 12 个产业”,并积极 推动“印度制造(Make in India)”或“自给印度(Atmanirbhar Abhiyan)”倡议,着力推 动印度成为全球农化产品的生产和出口中心。为促进农化行业的投资,2023 年 4 月印度 作物保护联合会已建议政府对涉及农化产品的进口采取差异化的关税策略,将对成品制 剂和有效成分统一征收 10%的关税,上调为成品制剂最低 30%的税率和有效成分最低 20%的税率。税率之间的差距将减少产成品的进口,同时为原材料的进口留下了空间, 进而推动印度本土农药制造业的发展。 印度落实产业链垂直一体化战略,产业链配套体系日益完善。根据世界农化网信息显示, 以杀菌剂啶氧菌酯为例,在跨国公司科迪华的支持下,印度啶氧菌酯产业链体系已逐步 完善,印度本土企业参与到原料生产到最终产品的各个生产环节中。在啶氧菌酯的两种 合成路线中,6-三氟甲基-2-羟基吡啶都是啶氧菌酯生产中不可或缺的关键中间体,很大 程度上决定了最终产品的生产成本。印度啶氧菌酯生产工艺主要分为四个环节,其中 JUBILANT 主要负责 2-氟-6-三氟甲基吡啶(FTF)的合成; NAVIN 则专注于关键中间体 2-羟基-6-三氟甲基吡啶;Deccan 实现啶氧菌酯最终的合成,并将产品提供给科迪华。 我们认为近年来在跨国企业的帮助下,印度企业逐步建立起完善的农化产品产业链,上 游到下游的配套可有效降低生产成本,提升行业整体竞争力,预计随着整体产业链的逐 步完善,印度农化行业将会在更多高附加值产品领域实现突破。
印度行业整体规模与我国规模存在差距,但增速快于我国。根据农药新闻网显示,印度 向全球超过 175 个国家和地区出口农化产品,农化产品出口占印度 2022~2023 财年总 出口的比例为 13%,为印度出口支柱产业之一。 与我国相比,印度农药行业在销售绝对规模上与我国仍存在一定差距。2023 年我国前 20 名农化企业销售额为 206.78 亿美元,受全球农化周期下行的影响,以人民币计同比 增长率为-20.74%,而印度前 20 名农化企业销售额仅为 95.87 亿元,以卢比计同比增长 率为-13.33%,收入之比为 2.16。从增速角度进行分析,2023 年全球农化行业库存处于 高位,农化产品价格下行,我国农化企业收入基本处于同比下滑的态势。反观印度企业, 仍有相当数量的企业在全球农化下行周期中仍维持销售额正增长,TOP20 的销售额整体 降幅也低于我国。目前印度部分农化企业继续通过并购扩张、战略合作、经销合作以及 建设关键成分的生产设施,继续加大对关键非专利产品向后整合的投入或商业化布局, 提高自身制造能力。我们认为印度当前农化行业市场规模与我国存在一定差距,但其发 展速度相当可观,印度作为我国农药行业在全球的主要竞争对手,其竞争力不容小觑, 不能回避其对国内农化行业的竞争。
4.3 国内农化企业仍具备较强的比较优势
我国农药原药行业上游产业链配套优势明显,短时间难以复制。一个农药原药的合成往 往包含数步甚至上十步的化学反应,需要苯、烯烃、醇、酯类等多种石油化工原料,因 而完整的上游配套产业链对下游生产至关重要。经过多年发展,我国已建立起完备的化 工工业体系,石油化工方面处于世界领先水平。 以芳烃系核心原料纯苯及脂肪烃系核心原料乙烯为例,我国乙烯及纯苯产量长期保持稳 定增长,根据国家统计局数据显示,2013-2023 年我国乙烯产量由 1363.10 万吨增长至 2627.78 万吨,年复合增长率为 6.78%,纯苯产量由 715.05 万吨增长至 1911.68 万吨, 年复合增长率为 10.33%。 我们认为我国完整的上游原材料产业链为下游农药原药的发展提供了坚实的原材料基础, 助力农药行业迅猛发展,同时上游产业链相关产业的建设周期较长,短时间难以被印度 等主要竞争对手所复制,我国产业链竞争优势短时间内不会改变和弱化的。
人力资源优势助力我国农药行业快速发展。原药行业属于资本、技术密集型行业,需要 大量受过专业教育与培训的人才。我们认为在世界范围内,同时具备发达高等教育和低 人力资源成本的人口大国只有中国与印度。中国高等教育自 20 世纪 90 年代以来飞速发 展,各类毕业生人数逐年增长,1993 年-2023 年我国普通高等学校毕业生人数由 57.07 万人激增至 1047.03 万人,年复合增长率为 10.18%。人力成本方面,我们认为虽然近 年工资上涨,但国内人力资源成本尤其是受过普通高等教育人群较欧美发达国家,具有 较强竞争力。
印度整体农化产业链与我国仍存在一定差距,短期内仍难以超越我国。我们认为中印在 农药原药领域竞争或将长期存在,短期国内仍具备较强的比较优势。随着印度社会的发 展与进步,环保要求将会逐步提高,人力成本也将随着经济的发展而逐步提升,印度农化不可避免将要面对环保成本和人力成本的抬升,同时随着印度农化行业的发展,印度 企业收入体量上升后,增速也将放缓,对国内企业的追赶之势也将放缓。我国企业应立 足自我,利用国内技术和装备工业优势,整合产业链上下游资源,提升劳动生产率,强 化自身竞争力,同时逐步实现差异化竞争路径,并从非专利仿制药生产环节延伸专利药 研发及终端制剂销售环节。
我国处于农药产业链中游,原药及中间体竞争优势明显。创制农药价值链可分为“农药 研发-农药生产-农业销售”三个环节,目前处于前端的创制农药的研发与终端制剂的销 售渠道主要由跨国农化巨头把控,相应的中间体及原药制造主要从中国、印度等国家承 担。得益于完备的化工生产体系以及成本优势,中国已成为全球农药中间体、专利过期 原药最为主要的生产基地。
终端制剂销售为核心盈利环节,附加值较高。根据农药市场信息新媒界公众号信息显示, 创制农药产业链利润分配呈现“微笑曲线”的特点,制剂占据 50%、中间体占据 20%, 原药占据 15%,服务占据 15%。根据农科基金公众号数据显示,龙头企业的制剂售价 可达相应原药的 3-5 倍。我们认为跨国农化巨头利用前端的创新农药的研发优势以及终 端制剂的销售渠道,获取了创制农药价值链大部分利润,国内农药原药及中间体制造商 只能获取制造端合理的利润率,相对较低。
创制农药研发周期较长,资金壁垒较高,目前主要由行业龙头企业所主导。研发创新型 农药周期漫长,需要在化学、生物学、毒理学等领域投入大量资金,进行包括前期相关 活性组分的合成,工艺与剂型的开发以及后期田间试验、毒理性检测、农药登记等工作。 根据农科基金数据显示,单个农业从研发到登记上市,总投入超过 2 亿欧元,研发周期 为 10 年以上。目前创制型农药的开发主要由拥有成熟新型化合物研发与商业化经验的 跨国巨头所主导,主要包括先正达、拜耳、巴斯夫、科迪华等企业。
国内化肥农药减量化行动本质对农药提出更高的要求。农业农村部印发《到 2025 年化 肥减量化行动方案》和《到 2025 年化学农药减量化行动方案》,提出进一步减少化肥、 化学农药施用总量。我们认为农药对于现代农业至关重要,在保障粮食安全发挥着至关 重要的作用,国内对化学农药减量化行动,一方面对农药的量有限制,减少污染,降低 土壤负担,更为重要的是对农药的质有了进一步的要求,对新型高效低毒农药提出更多 的需求,也将鞭策国内农药企业提供创制农药满足下游需求。 过去 5 年,我国在创制农药领域不断突破。过去 5 年,我国农药学科发展迅速,在创新 成果、绿色农药新品种创制、科技平台建设方面取得了系列突破,绿色农药创新研究水 平与世界同步。根据中国农药工业协会信息显示,我国科学家在 Nature 等期刊上报道了 几丁质合酶 PsChs1、细胞膜受体蛋白 RXEG1 等多个潜在农药分子靶标的冷冻电镜三维 结构;创制出氰烯菌酯、香草硫缩病醚、氟苄硫缩诱醚、异唑虫嘧啶、环吡氟草酮、双 唑草酮、三唑磺草酮和苯唑氟草酮等绿色农药新品种;我国引导农药工业以企业为主体 的技术创新格局正在形成,已成为世界上具有新农药创制能力的国家。 我国在创制农药领域不断突破,多种创制农药获得 ISO 批准。根据中国农药信息网及中 国农药工业协会信息显示,2020 年-2024 年前三季度共有 63 个农药有效成分获得 ISO 批准,其中中国企业共获批 37 个,占比达到 58.73%,主要获批企业包括先正达、青岛 清源、山东先达等企业。我们认为近年来中国企业在创制农药领域取得了明显进步,剂 型以除草剂及杀虫剂为主,随着新批准产品逐步导入市场,我国创制农药产业竞争力将 进一步增强。
看好国内创制农药企业的崛起。国内农药产业链将逐步向创制农药的上游研发端以及下 游制剂销售端延伸,我国农化企业将逐渐由原药、中间体的外包加工商发展为具有创制 药研发能力及终端制剂销售能力的一体化企业。我们看好在创制药领域持续布局,具有 丰富的化合物研发经验的企业,其将在市场竞争中具有较强的差异化优势。