出品 | 虎嗅ESG組
作者 | 袁加息
頭圖 | 視覺中國
本文是#ESG進步觀察#系列第011篇文章
本次觀察關鍵詞：糧食安全、供應鏈安全、研發創新
近日，養豬業龍頭牧原股份宣佈成立合成生物公司。
具體來説，牧原與杭州一家名為“元素驅動”的合成生物創企合資，成立“河南牧元安糧合成生物技術有限公司”（暫名）。而合作方元素驅動，實則是西湖大學搞“產學研一體化”開出的技術公司。
牧原的此番動作不是特別高調，但是“合成生物”的名號還是引發了很多遐想。
近兩年，合成生物賽道受到了資本的熱捧。合成生物技術甚至被冠以“扮演上帝”、“未來製造”的評價，其核心是利用基因編輯技術對微生物的遺傳信息進行定向的設計、修改，使之成為一個個“微型工廠”，生產人類想要的物質。相關的技術已經在製藥行業有廣泛的應用，也即將顛覆化工、農業、食品、化妝品行業——或許還有養豬行業。
合成生物自帶環保屬性，可以對傳統的高耗能、高污染的化學工業形成替代，並打破傳統工藝中原料、生產效率受到的約束。科研人員“創造”出新的細菌，使從前不可能、不經濟的生產工藝，變得可能、可行。
回到牧原股份，豬企進軍合成生物，又有什麼動機呢？
成本賬
先説結論，牧原在合成生物領域進行技術投入，是為了削減豬飼料成本。在農業高質量發展的趨勢下，豬飼料也需要帶上一點“科幻成分”。
下面我們先用幾段話，釐清合成生物和豬飼料成本的關係。
近日，養豬企業紛紛公佈2022年業績。行業內“冰火兩重天”的狀況令人印象深刻：正邦科技預計虧損110—130億，新希望預虧41—61億，而牧原股份則預計大賺120—140億，與上年同期相比增長73.82%—102.79%。
牧原的好成績，很大程度上取決於公司優秀的成本控制。據虎嗅的二級市場分析師丁萍的測算，2022年四季度，牧原的生豬養殖完全成本在15—16元/公斤，不僅低於當季商品豬22.33元/公斤的銷售均價，也做到了全行業上市企業最低。
在牧原的種種壓降成本的優秀經驗中，減少豬飼料中的豆粕使用，是最具有價值的舉措之一。
低豆粕含量的豬飼料，在業內被稱為“低蛋白日糧”（一點解釋：豆粕是飼料中蛋白的主要來源，故稱“低蛋白”；“日糧”意為“豬一天需要吃掉的飼料總量”）。豆粕之所以會成為飼料中的“成本刺客”，主要是因為中國的大豆無法自給，而國際大豆價格很不穩定，尤其在2022年中逼近5000元/噸，創歷史新高。
在豬飼料中減少了豆粕的用量，但又不能減少營養。這就需要補充一味材料：氨基酸。氨基酸的高效生產，就要用到牧原希望開發的合成生物技術。
這一套成本賬，簡單講，氨基酸是低蛋白日糧技術的關鍵，而低蛋白日糧又是降低養豬成本的關鍵（之一）。所以，氨基酸就是這樣一個“關鍵之關鍵”的角色。
以上是簡單的解釋。不過這似乎還不能完全解釋，為什麼牧原會深入產業鏈如此上游的地方，去做豬飼料添加劑的技術攻關呢？
這就需要我們分別看看豆粕的問題，以及氨基酸的發展願景。
豆粕，問題根源
養豬行業的不少財務挑戰和ESG挑戰，追根溯源，都指向了大豆。
巴西、美國、阿根廷三國加起來，生產了全世界80%以上的大豆，而中國消耗了全世界60%的大豆，自給率不到20%。
落在具體的企業頭上，消費大豆最多企業都是飼料、養殖、乳品企業。根據MSCI提供的2021年數據，除了JBS、泰森、雀巢、達能等國際巨頭之外，中國（或中國相關）企業如萬洲國際、正大、伊利、新希望、蒙牛、温氏、海大等，也都買走了全球2%以上的大豆。
中國的養殖業對國際大豆貿易十分依賴，但全球大豆的生產和貿易，偏偏又存在很多風險。
其中最大的風險就是價格波動。2022年全球糧食危機，推動大豆價格漲到將近5000元/噸，幾乎是前幾年低位的兩倍。大豆的價格波動不僅給企業造成成本壓力，在政府層面還被上升為國家糧食安全問題。糧食安全，在中國公共政策語境中怎麼強調都不為過。
大豆價格波動背後也有氣候原因。在日益頻繁的極端天氣影響下，美洲的大豆減產也預計會成為常態。比如，下圖是聯合國糧農組織（FAO）對全球糧食生產的實時監測。圖表顯示，眼下在巴西和阿根廷種植的大豆，黃色部分是因乾旱而面臨減產風險的——顯然是一個很高的比例。
圖片來源：Agricultural Market Information System
除了產量和價格上的大問題，ESG還關注另外兩個風險，即轉基因和毀林。
轉基因大豆背後的ESG真問題，倒不是輿論中常常渲染的“吃起來不安全”，而在於種植端的生態破壞。美國、巴西的農場主在種植轉基因大豆的同時，會配合大面積、無差別的農藥施用。轉基因大豆可以不受農藥影響，但是農藥會無差別地殺滅雜草，破環大農場及其周邊的植物生態，危及昆蟲和小動物的生存。據估計，美國和巴西90%以上的大豆均為轉基因大豆。此外，巴西一些地方的大豆種植，是通過毀林實現的。轉基因和毀林來源的大豆被稱為“不可持續大豆”。
總之，站在中國企業的立場上，他們有非常充分的動機去減少業務對豆粕的依賴。
大豆的減量和替代，對相關企業有雙重的好處：一重是財務上的，可以降低成本和財務風險；另一重是社會責任上的，符合利益相關方的訴求。
低蛋白日糧技術，名利雙收
用氨基酸替代豆粕的低蛋白日糧技術，是牧原的成本控制策略的一個核心組成部分。2021年，牧原股份的豬飼料配比中豆粕的用量為6.9%，遠低於全國15.3%的平均值（農業農村部數據）。
據推算，這個全國平均值每下降一個百分點，就相當於節省了超過1000萬畝地上種出的大豆（以2021年的生豬養殖規模計算）。如果全國都降到牧原的水平，能節省上億畝地上種出的大豆。
2021年3月，人大代表、牧原董事長秦林英向全國人大提交了一份建議《大力推廣低蛋白日糧應用》，受到農業農村部的重視；5月，又將牧原低蛋白日糧相關數據向行業公開共享。
牧原之所以敢把成功秘訣公之於眾，博一個社會責任上的好名聲，也是因為公司有護城河的保護。
牧原有一個優勢是其他企業難以複製的：公司採取自繁自養的經營模式，對養豬產業的上下游整合程度高。牧原使用的飼料是自主研發、自主生產的，對相關的技術和供應鏈擁有高度掌控力。據介紹，牧原甚至可以通過高度數字化的裝備，實現每日不同的飼料配方。這對於只從事飼料加工，或者只養豬的企業來説是無法做到的。
這種超精細的飼料管理，同樣意味着對於飼料氨基酸成分的深入研究。
氨基酸是豬飼料中豆粕的替代物。關於“怎麼加，加多少”的問題，可以看一下2020年新改版的《仔豬、生長育肥豬配合飼料》國標（GB/T 5915-2020）。其中新給出了配制飼料添加氨基酸種類和最低線。
圖中，“粗蛋白質”指豆粕、魚粉等蛋白質原料的添加。| 圖片來源：《仔豬、生長育肥豬配合飼料》
從表格中不難看出，飼料中主要添加的是賴氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸五種。而牧原的動作更為超前。董事長秦林英在一次報告介紹到，牧原已經在2019年和2022年分別引入了異亮氨酸和苯丙氨酸，並計劃引入亮氨酸。
秦林英還指出，牧原在低蛋白日糧技術上的願景是“無豆日糧”。
牧原距離這個願景的距離並不遠：據介紹，目前公司可以使用低至3%豆粕的日糧。然而減掉這最後的3%，對於公司來説是一道難以逾越的坎。想邁過這道坎，就需要仰仗合成生物技術了。
合成生物技術扮演什麼角色？
對於牧原來説，“無豆日糧”並不是科幻。它在技術上是可行的，其不可行之處在於成本。如果過度減少豆粕的含量，那麼添加進去的氨基酸（包括一些微量的高價氨基酸）將會帶來更高的成本。
下面的折線圖，是秦林英在報告中給出的成本測算。
（在當前的豆粕價格和氨基酸價格的前提下）公司所用飼料中的豆粕含量在5%時最為經濟，並且公司可以接受3%-9%的彈性區間。但是，當豆粕含量低於3%時，飼料成本就開始直線上升。推動這部分成本上升的就是氨基酸的價格。
這樣，我們就來到了問題的關鍵：如何壓降氨基酸的價格。答案便是合成生物技術。
牧原此前的低蛋白日糧技術推進，依賴的是外部技術進步導致的氨基酸價格下降。到今天，牧原已經沒有技術上的順風車可以搭了。按照牧原的一貫作風，公司選擇了繼續向上遊擴張，親自下場做氨基酸發酵技術研發。
這就有了文章開頭説到的，牧原與杭州元素驅動合作成立“牧元安糧”合成生物技術公司的事。
稍微瞭解近年來合成生物行業進展的讀者可能知道，合成生物公司有自己的商業模式，大致可以分為上游工具層、中游平台層和下游的應用層：合成生物的創企或者希望做行業中的“賣鏟人”、“大房東”，或者希望儘快開發出能投產變現的具體發酵工藝。
相比之下，牧元安糧實際上的任務，沒給人留下太多的想象空間。在公司公告中寫的很清楚，該子公司的目的是“ 促進節糧降耗，增強公司的綜合盈利能力 ”。經過前文的分析，我們還能更加簡潔地理解牧元安糧的設立動機：降成本。
圖：穀氨酸鈉晶體（即味精）是最早規模生產的氨基酸。氨基酸的物理形態，可以理解為類似的晶體或粉末。 | 圖片來源：Wikicommons
從技術的角度講，氨基酸生產的關鍵，在於生產菌株的工作效率。氨基酸發酵行業1956年誕生於日本時，菌株的效率優化依賴的是正向代謝工程方法。更通俗地講，就是在不斷地選育生產銷量更高的菌株變種，並且在生產過程中為菌株創造更適宜產出氨基酸的生化條件。
但由於微生物系統的複雜性，正向代謝提高產量的設計，有時難以產生預期效果。新崛起的合成生物方法，使研究者可以反向解析導致表型差異的微生物基因差異，並且通過基因編輯工具來改造菌株，使它們獲得特定的能力。這種方法更有效、更具方向性。
對於牧元安糧而言，最終的技術性目標就是培育出新的菌株，結合母公司養豬的需求，更低成本、更高效率地生產氨基酸。
當然，我們也可以放飛一點想象，認為合成生物技術或許能為牧原打開新的可能。畢竟，氨基酸是一門高附加值的好生意，撐起了梅花生物、新和成、安迪蘇等上市公司合計上千億的市值。未來牧原股份要是真的賣起了氨基酸，也不令人驚訝。
