精草铵膦或将成为中国灭生性除草剂的下一个风口
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今年以来,在原材料成本推动、行业供需格局优化背景下,草甘膦价格持续上涨,从年初2.85万元/吨。到今年8月,草甘膦价格已涨至5.3,万元/吨,受环保政策影响,未来草甘膦新增供应或十分有限,草甘膦价格或将持续维持高位。
草铵膦价格方面,受益于下游需求旺盛和替代品草甘膦价格上调等原因,草铵膦原药报价一路上升,自上海CAC展会之后草铵膦价格已上涨至25万元/吨。
在“双草”价格持续高企的背景下,精草铵膦上市仅一年就迅速抢占了部分“双草”市场,精草铵膦神奇的市场表现引起了行业广泛关注。精草铵膦是否会成为行业里下一个现象级产品?中国灭生性除草剂的下一个风口将出现在哪里?
灭生性除草剂的发展历程
灭生性除草剂曾经的“四大金刚”时代
灭生性除草剂是除草剂中最大的一个类别,广泛应用于非耕地、免耕地、农作物田等场景的杂草防除。草甘膦、百草枯、草铵膦和敌草快,原是灭生性除草剂中的“四大金刚”。2016年,仅草甘膦、百草枯、草铵膦合计销售额就达75.4亿美元(数据来源Phillips McDougall公司)。其中百草枯、草甘膦以高性价比的优势,占据着灭生性除草剂的霸主地位,制约着草铵膦、敌草快的发展。
草甘膦是全球使用最广的除草剂,除草效果优异,除草持效期较长,杀草广谱,但其也较容易伤害到作物根系,存在间接药害和隐性药害,同时容易造成土壤板结和“缺素症”等难题。而且由于长期使用,草甘膦抗药性问题逐年递增。
百草枯不伤根系,对作物行间使用安全,也不会在土壤里面造成残留危害。同时它作用迅速,几十分钟就会见效。另外百草枯耐雨水冲刷,农民甚至可以顶着雨水打药。这些优势曾为百草枯迎来非常辉煌的年份,在市场应用领域与草甘膦形成格局区分。
草铵膦华丽逆袭,“双草并行”新格局开始形成
由于百草枯对人体毒性极大,且无特效解毒药,口服中毒死亡率可达90%以上,我国于2016年7月1日停止百草枯水剂的销售和使用。草铵膦凭借其稳定的安全性、持效性华丽逆袭。2016年至2020年,灭生性除草剂市场中草甘膦、草铵膦“双草并行”的新格局开始形成。
当前,受草甘膦禁限用、草甘膦杂草抗性、致癌等不利因素的影响,叠加草甘膦抗性作物在全球不断推广、新非选择性性除草剂上市缓慢等因素利好的综合影响,总体市场发展呈稳定态势。
草铵膦,不伤农作物根系,对作物安全,同时作用迅速,持效期长,杀草谱广,对于一些抗性杂草,如牛筋草、小飞蓬等,也有着较好的防除效果。近年来,草铵膦正在逐步抢夺草甘膦和百草枯市场,成为第二大灭生性除草剂品种。根据Phillips McDougall公司统计,过去10年草铵膦市场价值稳步提升,2020年,草铵膦市场价值达10.5亿美元,2011-2020年CAGR达到13.2%,属于增长最快的非选择性除草剂。
随着草铵膦抗性作物在全球的进一步推广和种植,百草枯禁用后替代需求的增加,草甘膦抗性杂草面积的扩大,以及草铵膦复配带来的性价比提高等有利因素的影响,未来草铵膦市场规模将进一步扩大,有机构预测,远期全球草铵膦市场有望增至20亿美元。
目前已有农化企业上马草铵膦扩产计划,但是其中部分企业并没有草铵膦生产经验,同时生产基地集中于一处,鉴于经验、疫情及环保风险等原因,在建产能是否能实现持续稳定的供应难以确定。
2020年末全球草铵膦有效产能产量统计
数据来源:中农纵横,中金公司研究部,公司公告等公开信息整理
精草铵膦时代拉开序幕
自2020年9月26日起,农业部禁止百草枯在国内销售、使用,“四大金刚”之一百草枯彻底退出国内市场。同年,永农生物科学,日本明治制果,利尔化学相继在国内获得精草铵膦原药登记,标志着精草铵膦商业化应用脚步逐步临近,也意味着精草铵膦时代拉开序幕。
草铵膦含有一个手性中心,具有L型和D型两种光学异构体,但只有L-草铵膦(精草铵膦)具有除草活性。目前上市的草铵膦除草剂主要为D:L=1:1的外消旋产品。精草铵膦将草铵膦中无效的的D-构型转化为有效的L-构型,理论亩用量可以降低50%,使得厂家的原药成本、加工成本、运输成本、助剂成本、以及农民的用药成本均显著降低。此外,精草铵膦替代草铵膦,向农业环境少投入50%的无效体,对环境更友好,更加符合国家减施增效的政策导向。
根据不完全统计,精草铵膦产品上市仅一年,就已经抢占原草铵膦8%的市场份额。未来一段时间,将是精草铵膦逐步替代草铵膦的过程。专家预测,2023年至2025年精草铵膦产品预计将大规模上市,届时已经做好准备占得发展先机的商家将抢先获得市场主动权。
精草铵膦产业国内发展现状
国内精草铵膦原药及制剂登记情况
目前,除去明治制果,国内已有六家企业登记有8个精草铵膦证件。其中取得精草铵膦原药登记的国内企业包括利尔化学、永农生物、山东绿霸。永农生物在 2018 年 8 月取得91%精草铵膦原药登记,利尔化学在2020年11月取得90%精草铵膦原药登记。
持有制剂登记证件的厂家包括利尔化学、利尔作物、永农生物、山东科赛基农。永农生物在 2020年4月分别取得 10%精草铵膦铵盐可溶液剂登记,山东科赛基隆也取得10%精草铵膦铵盐可溶液剂证件,而利尔作物在2021年6月15%精草铵膦铵盐可溶液剂、20%精草铵膦铵盐可溶液剂登记同时获批。加上8月2日公示的利尔作物10%精草铵膦铵盐可溶液剂,利尔集团完成了精草铵膦铵盐可溶液剂全部3个含量制剂登记布局,在制剂登记上抢占了登记的新机。
据悉,利尔集团目前正在加大(利尔化学、广安利尔、利尔作物、利尔生物、江苏快达)国内精草铵膦单剂和复配制剂产品的登记布局以及海外登记布局,有望成为国内掌握登记证件数量最多、品类最全的集团公司。
数据来源:农业农村部农药检定所
原药开发技术情况
精草铵膦的合成难度高,技术一直被国外公司垄断。根据Web of Science数据库,目前已报道的L-草铵膦合成方法主要有三种,即不对称合成法,拆分法和转化法,化学不对称合成,采用化学不对称合成方法合成的L-草铵膦产业化难度相对较低,但反应步骤长,反应条件苛刻,成本较高。目前已有公司拥有不对称合成法合成L-草铵膦的技术储备,如:利尔化学已公示了采用手性原料L-高丝氨酸为前体合成L-草铵膦的专利。
转化法:转化法借助酶或者手性辅基,将外消旋草铵膦中的D-草铵膦通过两步反应转化为L-草铵膦,转化法具有反应条件温和,立体选择性高,收率高等优点,是实现L-草铵膦工业化合成的重要发展趋势。巴斯夫收购的Glu-L除草剂技术就采用了酶催化转化技术将D-草铵膦转化为L-草铵膦,此外,利尔已经成熟掌握该工艺,并且已经实现工业化生产。
国内产能建设和释放情况
截至2020年末中国精草铵膦扩产计划统计
数据来源:各公司公告,中金公司研究部