Os bioprodutos são feitos de processos de fermentação de precisão - previstos que perturbem as indústrias de produtos farmacêuticos a alimentos e produtos químicos - finalmente à beira de alcançar seu potencial?
A demanda está solidificada. A necessidade de alcançar Sustentabilidade em Fabricação Embora a redução de emissões de carbono significa que todos os tipos de empresas precisam de ingredientes e insumos produzidos através de processos biológicos. Mais de 4.100 das maiores empresas do mundo estabeleceram metas de redução de emissões, de acordo com a iniciativa de metas baseadas em ciências, com mais de 2.600 delas, incluindo compromissos líquidos de emissões zero. O governo Biden estabeleceu uma meta de produzir “pelo menos 30% da demanda química dos EUA por meio de vias de biomanufatura sustentável e econômica” em 20 anos. A grande barreira para a adoção mais ampla até agora tem sido os custos de biomanufatura. Com exceção dos farmacêuticos-os modelos de negócios são construídos principalmente com produtos de alta margem e baixo volume com baixa sensibilidade aos custos-e algumas outras categorias de produtos, fermentação de precisão e biomanufatura ainda não se mostraram economicamente viáveis em escala comercial. Produção econômica de bioprodutos não -farmá. Cada uma dessas instalações pode fornecer pelo menos 2 milhões de litros de capacidade, alcançando a economia comercial e a ponte a lacuna de custo para grandes categorias de produção, como alimentos e biomateriais, reduzindo os custos unitários em 50%, permitindo alguma paridade de custos com tecnologias incumbentes. (Consulte o Anexo 1.)
There has been great progress in the lab, with the development of new molecules and genetic strains. The big barrier to broader adoption so far has been biomanufacturing costs. With the exception of pharma—whose business models are mainly built on high-margin, low-volume products with low sensitivity to costs—and a few other product categories, precision fermentation and biomanufacturing have not yet proved to be economically viable at commercial scale.
Scaling the Solution
Enter biofoundries—facilities that are designed, built, optimized, and standardized for efficient and economic production of nonpharma bioproducts. Each such facility can provide at least 2 million liters of capacity, achieving commercial economics and bridging the cost gap for large production categories such as food and biomaterials by reducing unit costs by 50%, enabling some cost parity with incumbent technologies. (See Exhibit 1.)
Instalações mais avançadas, juntamente com cepas aprimoradas, podem reduzir os custos de produção em até 90%, atingir ou superar a paridade de preços com métodos atuais para os produtos. (Consulte Anexo 2.)
We estimate that the market for biomanufactured ingredients in just three industries—specialty chemicals, food, and chemical precursors—could reach $200 billion by 2040, assuming that the manufacturing capacity is in place. In fact, market sizing estimates by others have run into the trillions of dollars. We are focusing only on the market for the bioproducts produced by the new biofoundries in these three categories, which are most often used as ingredient inputs, and not on the market for formulated finished products. Standardized biofoundries can serve all of these markets, with construction focusing on higher-margin, lower-volume molecules first. (See Exhibit 3.)
Novo relatório do BCG , preparado em colaboração com o sinônimo - um desenvolvedor de infraestrutura física, digital e financeira de biomanufatura - define como a biomanufatura pode finalmente cumprir sua promessa de alcançar a escala comercial. Algumas das inovações necessárias, como o uso de AI e sensores de alta precisão, exigirão avanços na tecnologia, mas muitos envolvem apenas otimização de custos relacionados à engenharia de processos. Essas alavancas se concentram em itens de alto custo como demanda de energia e trabalho e manutenção, e as empresas podem aplicá-las hoje. A natureza sob medida das instalações tradicionais resulta em custos elevados e cronogramas prolongados. As instalações iniciais são caras, mas oferecem funcionalidade e adaptabilidade multiuso. A padronização pode reduzir o investimento de capital para biofundidades posteriores em até 30%. Essa abordagem não apenas mitiga os riscos, mas também ajuda a tornar as biofundidades uma solução versátil que pode atender às necessidades e avanços em evolução em futuras cepas.
Standardization and optimization provide biofoundries with significant advantages over existing large-scale biomanufacturing facilities, particularly with respect to cost, timeline, and adaptability. The bespoke nature of traditional facilities results in elevated costs and prolonged timelines.
In contrast, standardized biofoundries have the potential to reduce costs and construction times. Initial facilities are expensive but they offer multipurpose functionality and adaptability. Standardization can reduce the capital investment for later biofoundries by up to 30%. This approach not only mitigates risks but also helps make biofoundries a versatile solution that can meet evolving needs and advances in future strains.
Barreiras permanecem
ainda existem desafios. As instalações de próxima geração ainda não têm um histórico e exigem investimentos de capital inicial de US $ 300 milhões a US $ 400 milhões cada, dependendo das especificações exatas. Os estágios de design e construção levam de três a cinco anos para serem concluídos, pelo menos para as primeiras instalações. Esses fatores dificultam o aumento de capital sem a demanda comprometida. As autoridades regulatórias como o FDA dos EUA e a Autoridade Europeia de Segurança Alimentar devem desenvolver novas regras e procedimentos de validação e inspeção para facilitar o desenvolvimento de novos produtos sustentáveis e seguros sem aumentar o tempo de mercado. Mas a necessidade de combater as temperaturas crescentes e as emissões de gases de efeito estufa tornará obrigatórias grandes mudanças de fabricação. Além de reduzir as emissões usando entradas químicas biogênicas e não derivadas de fósseis, as biofundas melhoram o rendimento e a eficiência energética, tornando assim a biomanufatura em escala uma alternativa mais atraente para produzir a maioria das moléculas do ponto de vista de CO
Widespread customer education and new rules and regulations are key, particularly in the food industry. Regulatory authorities such as the US FDA and the European Food Safety Authority must develop new validation and inspection rules and procedures to facilitate the development of new, sustainable, and safe products without increasing time-to-market. But the need to combat rising temperatures and greenhouse gas emissions will make major manufacturing changes mandatory. In addition to reducing emissions by using biogenic rather than fossil-derived chemical inputs, biofoundries improve yield and energy efficiencies, thus making biomanufacturing at scale a more appealing alternative for producing most molecules from the standpoint of CO 2= (Consulte o Anexo 4.)
A quebra do enigma do custo dependerá do investimento que se coalesce por trás de projetos padronizados para biofundes. Nossas estimativas mostram que atender a um mercado de US $ 200 bilhões exige uma expansão de 20 vezes da capacidade de produção atual. Este é um desafio enorme, mas não está fora de alcance. O bioetanol, que representa 10% a 15% do consumo de gasolina dos EUA, quase atingiu os preços da paridade com combustíveis fósseis em uma única década (graças em parte aos mandatos dos governos) e construiu a infraestrutura para sustentar um mercado de US $ 100 bilhões. enorme oportunidade para
An Emerging Asset Class
The shift to large-scale, standardized biomanufacturing sites represents an enormous opportunity for Infraestrutura investimento - e o potencial de uma classe de ativos emergentes. Em projetos grandes e intensivos em capital, a demanda normalmente antecipa a oferta por meio de acordos contratados. Esses acordos, que são práticas comuns em produtos químicos e produtos químicos especializados, provavelmente são um pré-requisito para os investidores financiarem instalações e configurações da linha de produção. As instalações podem ser construídas hoje para lidar com as cepas de amanhã, e a padronização e os projetos replicáveis gerarão uma redução nos cronogramas de Capex e construção. Graças aos avanços da biomanufatura e o foco em bioprodutos não-farmá, o sinônimo projetou uma instalação altamente padronizada, para a qual 80% a 90% do Capex vai para elementos da instalação aplicáveis em muitos produtos fermentados com precisão. Apenas 10% a 20% é para equipamentos específicos de moléculas. Como resultado, investidores e fundos especializados em investimentos em infraestrutura podem abordar biofundidades como uma única classe de ativos na qual cada projeto possui especificações e requisitos muito semelhantes. A questão principal agora é se a biomanufatura pode superar o enigma em escala de custos e apoiar uma mudança ampla para processos alternativos mais sustentáveis que podem desbloquear grandes novos produtos e mercados. As grandes empresas que desejam cumprir suas metas de sustentabilidade precisam agir agora para transformar suas cadeias de suprimentos, comprometendo -se a comprar bioprodutos. Investidores perspicazes com foco na infraestrutura devem avaliar a classe de ativos emergentes e estar pronta para cometer capital em projetos atraentes. Contribuições para esta publicação.
Although some pilot facilities and a few commercial-scale facilities have been built, standardizing the asset class in line with offtake demand will unlock capital from later-stage investors. Facilities can be built today to handle the strains of tomorrow, and standardization and replicable designs will drive a reduction in capex and construction timelines. Thanks to advances in biomanufacturing and a focus on nonpharma bioproducts, Synonym has designed a highly standardized facility for which 80% to 90% of the capex goes to facility elements that are applicable across many precision-fermented products. Only 10% to 20% is for molecule-specific equipment. As a result, investors and funds that specialize in infrastructure investments can approach biofoundries as a single asset class in which each project has very similar specifications and requirements.
Precision fermentation has demonstrated its potential time and again. The key question now is whether biomanufacturing can overcome the cost-scale conundrum and support a broad-based shift to more sustainable alternative processes that can unlock big new products and markets. Large companies looking to meet their sustainability goals need to act now to transform their supply chains by committing to purchase bioproducts. Far-sighted investors with a focus on infrastructure should evaluate the emerging asset class and be ready to commit capital to attractive projects.
The authors would like to thank Nicolas Goeldel and Max Richly of BCG, Joshua Lachter of Synonym, Per Falholt of 21st.BIO, Gwenaël Servant of Abolis, and Céline Crusson-Rubio of SICOS for their contributions to this publication.
