Dimensions et enjeux du marché des enzymes industrielles

Les enzymes à usage industriel sont utilisées depuis plus de 100 ans notamment pour des applications agro-alimentaires. Avec l’émergence de nouvelles filières dans la bio-économie, le marché des enzymes est plus dynamique que jamais.

Quelles sont les principales applications industrielles des enzymes ?

Les secteurs historiquement utilisateurs d’enzymes sont l’agro-alimentaire (boulangerie, produits laitiers, brasserie…), les textiles et les détergents. On observe depuis plusieurs années la montée en puissance des développements liés aux biocarburants, et notamment pour les technologies dites de 2ème génération, et dans l’industrie chimique avec la recherche des alternatives biotechnologiques aux procédés de catalyse chimique.

Quelle est l’importance économique du marché des enzymes ?

Au niveau mondial et toutes applications confondues, le marché des enzymes industrielles est estimé à 3500 M€, avec un taux de croissance annuel (CAGR) compris entre 6% et 7%. Environ 70% de ce marché concerne la valorisation de ressources agricoles et les principales enzymes mises en jeu sont donc les cellulases et hémicellulases, les amylases et les protéases. Le prix moyen de ces enzymes évolue dans une fourchette large,  depuis les amylases fongiques vendues à 2-3 €/kg jusqu’à certaines protéases spécifiques dont le prix peut atteindre 50€/kg ou plus.

Qui sont les acteurs clés ?

La production industrielle d’enzymes est essentiellement concentrée sur 3 zones géographiques : l’Europe du Nord, l’Asie (Chine et Japon) et l’Inde. Sur ces territoires, on peut identifier plusieurs dizaines d’entreprises qui produisent des enzymes mais 4 acteurs représentent ensemble plus de 80% du marché global. Novozymes (Danemark) est le leader mondial (45-50% de part de marché, Figure 1) et c’est également le seul industriel à se concentrer presqu’exclusivement sur le segment des enzymes. Chez les concurrents directs de Novozymes (DSM, Dupont, Chr Hansen), l’activité enzymes est une composante du portefeuille industriel, de taille et d’importance stratégique variable selon les groupes. On peut ainsi estimer que pour DSM les enzymes représentent moins de 10% de l’activité du groupe.
D’autres acteurs jouent un rôle déterminant dans le marché des enzymes :

• Les technology providers : des sociétés de biotechnologie (Dyadic, Verenium, Direvo…) développant les nouveaux outils qui seront essentiellement transférés aux producteurs,
• Les formulateurs/distributeurs : achètent et formulent les enzymes pour créer des solutions spécifiques de chaque application (Biocatalysts, Weissbiotech, AEB,…)

Figure 1 : Parts de marché en % du marché enzymes mondial, par producteur. Estimation à fin 2014. Source : TWB

Quels sont les grands enjeux et les tendances de ce marché ?

Evolution des marchés : les coûts élevés de R&D et d’accès au marché (barrières réglementaires, réseau commercial…) incitent les producteurs à privilégier une approche blockbuster dans la gestion de leurs portefeuilles industriels. Les efforts portent ainsi essentiellement sur les enzymes pour les biocarburants ou les détergents plutôt que sur les marchés de spécialité (jus de fruit par exemple) de faible potentiel et très fragmentés.

Réorganisation des acteurs : les grands acteurs vont continuer les accords avec les technology providers pour accélérer la mise en marché de nouveaux produits et compléter leur offre. C’est l’exemple du récent achat des activités enzymes techniques de Dyadic par Dupont, pour un montant de 75M$. Les acteurs venant de la chimie vont certainement continuer d’intégrer des technologies de biocatalyse, comme c’est déjà le cas avec le rachat de Verenium par BASF – qui a aussi engagé des partenariats avec Direvo et Dyadic.

Evolutions géographiques : dans les zones Asie et Brésil une forte augmentation du marché des enzymes est attendue, le marché étant dynamisé par les applications feed et énergie (valorisation de la biomasse). Dans la zone Asie, à noter également l’émergence de nouveaux producteurs d’enzymes et notamment des acteurs chinois spécialisés sur le marché du feed.
Nouvelles technologies : les nouvelles technologies dans le secteur vont permettre de développer des enzymes de plus en plus spécifiques, avec l’accès à des marchés à très forte valeur ajoutée : chimie de spécialité, pharmacie, cosmétique. Le principal enjeu pour ces marchés sera le passage de la production d’enzymes à l’échelle pilote vers l’échelle industrielle. Est-ce que les producteurs d’enzyme pourront accompagner ces développements ou faut-il déjà envisager l’émergence de structures intermédiaires qui relèveront ce défi ?

Sources : rapports annuels d’entreprises (http://report2014.novozymes.com/), communiqués de presse, études de marché publiées.

Pour en savoir plus – colloque Lipinov (CR_LIPINOV.pdf) et intervention de TWB sur les lipases (TWB_LIPINOV.pdf)

Contact : David Guerrand, Chargé de partenariats industriels, TWB – (david.guerrand@toulouse.inra.fr)

Dimensions and challenges of the industrial enzymes market

Industrial enzymes have been used for over 100 years in particular in the food processing industry. With the emergence of new sectors in the bio-economy, the enzyme market is more dynamic than ever.

What are the main industrial applications of enzymes?

Historically enzyme-user sectors are the food processing industry (bakery, dairy, brewery…), textiles and detergents. For a number of years now we have seen the rise of biofuel-related developments, in particular the so-called 2nd generation technologies, and in the chemical industry with research for biotechnology alternatives to chemical catalysis processes.

What is the economic importance of the enzymes market?

Globally and across all applications, the industrial enzymes market is estimated at 3,500 million euros, with a Compound Annual Growth Rate (CAGR) of between 6% and 7%. Approximately 70% of this market concerns the development of agricultural resources and the key enzymes involved are cellulases and hemicellulases, amylases and proteases. The average price of these enzymes evolves in a wide range, from fungal amylases sold at €2-3/kg up to certain specific proteases whose price can reach €50/kg or more.

Who are the key players?

The industrial production of enzymes is essentially focused on three geographical areas: Northern Europe, Asia (China and Japan) and India. In these territories, we can identify several dozen enzyme-producing companies, but four players together account for over 80% of the global market. Novozymes (Denmark) is the world leader (45-50% market share, Figure 1) and it is also the only company to focus almost exclusively on the enzymes segment. Of the direct comp etitors of Novozymes (DSM, Dupont, Chr Hansen), the enzyme activity is a component of the industrial portfolio, of variable size and strategic importance according to the groups. Accordingly, we can estimate that for DSM, enzymes represent less than 10% of the group activity.
Other actors play a key role in the enzymes market:

• The technology providers: biotechnology companies (Dyadic, Verenium, Direvo…) developing new tools that will essentially be transferred to producers,
• The formulators/distributors: purchasing and formulating enzymes to create solutions specific to each application (Biocatalysts, Weissbiotech, AEB…)

Figure 1: Market share % of the global enzymes market, per producer. Estimated end of 2014. Source: TWB

What are the major issues and trends in this market?

Market evolution: the high cost of R&D and market access (regulatory barriers, commercial network…) encourages producers to favour a blockbuster approach in the management of their industrial portfolios. Accordingly, efforts are mainly focused on enzymes for biofuels or detergents rather than low potential and very fragmented (e.g. fruit juice) specialty markets.

Reorganisation of players: the big players will maintain agreements with technology providers to speed-up new product introductions and complete their offer. It is the example of the recent purchase of Dyadic technical enzymes activities by Dupont, for an amount of $75M. The players from the chemical industry will certainly continue to integrate biocatalyst technologies, as is already the case with the acquisition of Verenium by BASF – who has also entered into partnerships with Direvo and Dyadic.

Geographical evolutions: in the Asia and Brazil zones; a sharp increase in the enzymes market is expected, the market was boosted by feed and energy applications (biomass conversion). In the Asian region, also to be noted is the emergence of new enzyme producers including Chinese players specialised in the feed market.

New technologies: new technologies in the sector will enable the development of increasingly specific enzymes, with access to very high added value markets: specialty chemicals, pharmaceuticals and cosmetics. The main challenge for these markets will be the passage from enzyme production on a pilot scale to an industrial scale. Can the enzyme producers accompany these developments or should we consider the emergence of intermediate structures to take up this challenge?

Sources: annual company reports (http://report2014.novozymes.com/), press releases, published market studies.

For more information – Lipinov seminar (CR_LIPINOV.pdf) and TWB intervention on lipases (TWB_LIPINOV.pdf)

Contact: David Guerrand, Industry partnerships, TWB – (david.guerrand@toulouse.inra.fr)