“深海漁場”的應用前景

何皛磊 張海文

（1. 中航國際船舶發(fā)展（中國）有限公司 上海 200041；2. 上海外高橋造船海洋工程設(shè)計有限公司 上海 200137）

引 言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，內(nèi)河以及近海養(yǎng)殖的水產(chǎn)品已經(jīng)無法完全滿足人們對高品質(zhì)水產(chǎn)的需求，尤其近年來時常見諸報端的發(fā)生在內(nèi)河及沿海的水體污染事件，更增加了人們對水產(chǎn)品安全問題的擔憂。而三文魚等深海魚受污染少，其營養(yǎng)成分和含量還比一般的魚類更全面，富含的DHA、EPA、Ω-3脂肪酸，可促進大腦發(fā)育，強化和改善視力，降低膽固醇、調(diào)節(jié)血脂、增強機體免疫力等，從而越來越受到大眾的推崇，越來越多的人選擇食用深海魚。另外，內(nèi)河及近海養(yǎng)殖也會因殘餌、糞便和藥物的積存而影響水質(zhì)，從而造成一定的環(huán)境問題，而反之又進一步危害到水產(chǎn)養(yǎng)殖，由此形成惡性循環(huán)。所以，面對擴大養(yǎng)殖容量、降低養(yǎng)殖風險、提升魚類品質(zhì)這樣的復合需求，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)走向深海已成為必然趨勢。

1 全球漁業(yè)經(jīng)濟

2014年全球漁業(yè)生產(chǎn)總量為1.67億t［1］，其中養(yǎng)殖和捕撈產(chǎn)量分別占44%和56%，而前15位漁業(yè)養(yǎng)殖大國的養(yǎng)殖量又占據(jù)全球總養(yǎng)殖量的93%。值得一提的是，挪威和智利的產(chǎn)值產(chǎn)量比尤為高（見圖1），主要源于兩國大規(guī)模養(yǎng)殖大西洋鮭等品種的三文魚（見表1）。挪威和智利之所以能成功地大規(guī)模養(yǎng)殖三文魚，除了兩國擁有適合三文魚生長的獨特海洋條件，更重要的是他們通過長期深入細致的科學研究，已形成一套利用先進技術(shù)與裝備配套大規(guī)模養(yǎng)殖的方式，大大提高了生產(chǎn)效率。［2］

圖1 2014年全球前15位漁業(yè)養(yǎng)殖大國的產(chǎn)量和產(chǎn)值

表1 2014年挪威和智利主要養(yǎng)殖品種的產(chǎn)量和產(chǎn)值

2 “深海漁場”養(yǎng)殖

2.1 “深海漁場”養(yǎng)殖裝備介紹

所謂“深海漁場”，就是一種利用先進技術(shù)、設(shè)備配套大規(guī)模養(yǎng)殖方式所采用的現(xiàn)代化養(yǎng)殖裝備。挪威在這方面的研發(fā)成果尤為突出，技術(shù)、設(shè)備一代代更新，目前最新的養(yǎng)殖裝備有“海洋漁場1號”、“Hex Box養(yǎng)殖網(wǎng)箱”以及“深海養(yǎng)殖工船”等（參見下頁圖2-圖4）。

圖2 海洋漁場1號

圖3 Hex Box養(yǎng)殖網(wǎng)箱

圖4 深海養(yǎng)殖工船

“海洋漁場1號”總高69 m，直徑110 m，空船質(zhì)量7 700 t，整體容量超過25萬m3、可一次性養(yǎng)殖150萬條深海三文魚。這座“深海漁場”四周共有12根柱子，底面6個圓錐形壓載艙和中心浮筒提供浮力，可在開放海域100～300 m水深區(qū)域進行三文魚養(yǎng)殖，還可抵抗12級臺風，使用年限25年。漁場中16張?zhí)刂茲O網(wǎng)的骨材可提供10 t預張緊力，能抵御鯊魚的撞擊；配備的各類傳感器達2萬余個、監(jiān)控設(shè)備100余個、生物光源100余個，可將復雜的養(yǎng)殖過程變得異常簡單和準確，只需3～7人便可在控制室完成全部操控；此外，還有一個旋轉(zhuǎn)門系統(tǒng)，是自動化、智能化的末端“執(zhí)行”裝置，承載著漁網(wǎng)清潔、活魚自動驅(qū)趕和捕捉、底部死魚收集、防虱等漁場主要功能。不但其本身的獨特性和科技含量令人咋舌，并且在建造過程中，這個直徑110 m、重達數(shù)百噸的門型框架，能以中央立柱為中心，在周長超過300 m的平面軌道上以毫米級精度運轉(zhuǎn)自如，也是創(chuàng)造了多項業(yè)內(nèi)記錄。

囊括了智能養(yǎng)殖系統(tǒng)、自動化保障系統(tǒng)和高端運營管理系統(tǒng)的“海洋漁場1號”是目前規(guī)模最大的首座深海半潛式智能養(yǎng)殖漁場，融合了世界先進養(yǎng)殖技術(shù)、現(xiàn)代化環(huán)保養(yǎng)殖理念和世界頂級海洋工程裝備制造能力，由中船重工武船集團總承包，已于2017年5月竣工，6月14日從青島出發(fā)，一個月后抵達挪威投入使用。

與之相類似“Hex Box養(yǎng)殖網(wǎng)箱”總高35.5 m，直徑90 m，空船質(zhì)量5 400 t，養(yǎng)殖魚量200萬條，適用水深100～200 m。“Hex Box養(yǎng)殖網(wǎng)箱”考慮了成本、質(zhì)量、可操作性和靈活性，基于混合動力解決方案和綠色能源生產(chǎn)，實現(xiàn)了最佳的功率功效，并通過高科技監(jiān)控和大數(shù)據(jù)采樣分析來優(yōu)化生產(chǎn)和減少病害的可能性，以提高魚類品質(zhì)。同時，其還充分考慮惡劣環(huán)境下操控人員的安全性問題，將這一點也融入到設(shè)計和運營中?！癏ex Box養(yǎng)殖網(wǎng)箱”于2017年4月7日簽約，建造周期約500天，是中集來福士在充分積累海工裝備建造經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，積極探索新的發(fā)展方向，向海洋漁業(yè)裝備等方面拓展業(yè)務，進軍“深海漁場”裝備市場的一個實例。

挪威NSK船舶設(shè)計公司設(shè)計的“深海養(yǎng)殖工船”，其外形與上述兩個平臺不太一樣，更像是一艘船，但實質(zhì)上也是網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)?！吧詈ｐB(yǎng)殖工船”是一個長430 m、寬54 m的鋼架結(jié)構(gòu)，可沿船長方向安裝6個60 m長、50 m寬、60 m深的養(yǎng)殖網(wǎng)箱，可養(yǎng)殖200萬條三文魚。幼魚通過管道從活魚運輸船輸送到“深海養(yǎng)殖工船”，另外飼料運輸船將散裝飼料通過管道輸送到養(yǎng)殖工船的伺料艙，喂養(yǎng)時飼料通過每個養(yǎng)殖網(wǎng)箱上的旋轉(zhuǎn)噴頭均勻噴灑到養(yǎng)殖池中，最后的成魚再通過管道運輸送回活魚運輸船，運至大型加工廠加工。養(yǎng)殖工船上設(shè)置走廊，還有各種自動化機械，協(xié)助工人檢查和操作。

2.2 “深海漁場”養(yǎng)殖的優(yōu)越性

以上介紹的3個“深海漁場”，外形看似簡單，其“內(nèi)芯”卻很不簡單：可一次性養(yǎng)殖約200萬條深海三文魚；半沉水下的海上養(yǎng)殖平臺可在開放海域100～300 m水深區(qū)域進行三文魚養(yǎng)殖；配備了非常先進的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)和運營管理系統(tǒng)，只需要幾個人便可完成全部操作。由此可見，“深海漁場”養(yǎng)殖具有顯著的優(yōu)越性：

（1）“深海漁場”可使?jié)O業(yè)養(yǎng)殖擺脫近海峽灣等地域限制，將養(yǎng)殖區(qū)域從相對較為封閉的近海向開放性的深遠海發(fā)展，拓展了養(yǎng)殖海域。

（2）相比受限于近海水深的傳統(tǒng)養(yǎng)殖網(wǎng)箱，“深海漁場”的網(wǎng)箱深度更深，因此對于相同直徑的網(wǎng)箱，“深海漁場”的容積要大得多，可以降低養(yǎng)殖密度，使魚類更好、更快地生長。

（3）大規(guī)模的水產(chǎn)養(yǎng)殖需要投放大量飼料，考慮到病害危險，還可能需要用藥，而殘餌堆積、糞便排放、藥物作用等，勢必會污染水質(zhì)，如果不能及時被水中的浮游生物完全降解，或者被海水有效稀釋，就會造成水體富營養(yǎng)化、產(chǎn)生污染，從而導致魚類發(fā)病、死亡，甚至波及周邊野生魚群?！昂Ｑ鬂O場1號”、“Hex Box養(yǎng)殖網(wǎng)箱”和“深海養(yǎng)殖工船”的網(wǎng)箱深度均達到幾十米，這就有利于海水在養(yǎng)殖魚群之間自由流動，再加上智能設(shè)備的監(jiān)測維護，會盡可能減少污染物的沉積，從而減輕近海的環(huán)境壓力。

（4）隨著現(xiàn)代化工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，沿海地區(qū)人口的增多，大量工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入海洋，其中有相當一部分可能未經(jīng)處理就直接排放，必然導致水體污染程度日趨嚴重。同時，由于漁業(yè)養(yǎng)殖業(yè)的擴大，近海養(yǎng)殖自身也產(chǎn)生污染。加上全球氣候變化、海運業(yè)發(fā)展導致外來有害物種引入等原因，使近海環(huán)境不斷惡化，赤潮等頻繁發(fā)生，嚴重影響漁業(yè)生產(chǎn)。相比之下，深海養(yǎng)殖的水質(zhì)環(huán)境好，危害水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的疾病也會減少，既能降低養(yǎng)殖風險，又能提高魚類品質(zhì)。

（5）病害問題也是漁業(yè)養(yǎng)殖過程中不可避免的問題，而“深海漁場”的一整套包括魚苗投放系統(tǒng)、進食系統(tǒng)、營養(yǎng)均衡系統(tǒng)、生物調(diào)光系統(tǒng)、送氧系統(tǒng)、除虱系統(tǒng)、魚群實時監(jiān)控系統(tǒng)、自動捕魚系統(tǒng)、死魚收集系統(tǒng)、漁網(wǎng)自清潔系統(tǒng)、水文監(jiān)測系統(tǒng)在內(nèi)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)，通過科學計算、實時監(jiān)測、規(guī)范管理，可大大降低和控制病害的發(fā)生和蔓延，大幅提高養(yǎng)殖產(chǎn)量。

（6）“深海漁場”的自適應升降系統(tǒng)、網(wǎng)箱材料的升級，都是為降低“深海漁場”因遭遇風暴災害、魚群或船舶撞擊等導致網(wǎng)箱破損、養(yǎng)殖魚群出逃事故的發(fā)生率，提高了“深海漁場”的生存和適應能力，相比近海網(wǎng)箱養(yǎng)殖抵御自然災害和突發(fā)狀況的能力明顯增強，適應海域更廣。

（7）現(xiàn)代化的“深海漁場”其科技含量高，結(jié)合各種高新技術(shù)，采用新型材料，配備大量自動化輔助設(shè)備，大大增強了養(yǎng)殖監(jiān)控和運營管理能力，雖然造價不菲，但改變了傳統(tǒng)的勞動密集型生產(chǎn)方式，大幅降低了人員成本，提高了生產(chǎn)效率。

3 “深海漁場”的國內(nèi)外應用前景

“深海漁場”的優(yōu)勢十分顯著，但考慮到其設(shè)備成本高昂，所以目前僅用于大規(guī)模水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)養(yǎng)殖高附加值、高品質(zhì)魚類，比如挪威、智利等大型三文魚養(yǎng)殖工廠；此外，由于“深海漁場”智能化程度非常高，所以，對于人力成本昂貴的歐美國家也很適用。據(jù)了解，僅挪威一國市場在未來幾年內(nèi)就至少需要100套，北歐及北美海域共需要500套，合計約300億美元。［3］

隨著對三文魚等深海魚需求的增長，其產(chǎn)量也在逐年遞增。全球三文魚及鱒魚產(chǎn)量如圖5所示。

圖5 全球三文魚、鱒魚產(chǎn)量

由此可見，受自然生態(tài)環(huán)境所限，野生魚群的產(chǎn)量基本保持平衡，所以捕撈量變化不大。但近年來養(yǎng)殖量增幅明顯，6年間養(yǎng)殖產(chǎn)量增加了50%，相信隨著未來需求量的增長，養(yǎng)殖產(chǎn)量還將繼續(xù)增長。中國目前也在不斷嘗試三文魚養(yǎng)殖，以達到一定的自給率。2017年7月2日，中國第一艘養(yǎng)殖工船“魯嵐?jié)O養(yǎng)61699”號從日照啟航，前往黃海冷水團用于三文魚養(yǎng)殖（參見圖6）。

圖6 “魯嵐?jié)O養(yǎng)61699”號

該船總長86 m、型寬18 m、型深5.2 m、吃水3.8 m、定員22人、續(xù)航能力90天、滿載排水量4 832.32 t、養(yǎng)魚水艙14個共2 000 m3。此船最大的特點是可抽取海面下45 m的低溫海水。在中國，夏天海面表層的溫度太高，冷水魚類不能養(yǎng)殖，通過養(yǎng)殖工船循環(huán)抽取低溫海水，就可以低成本進行高品質(zhì)冷水魚類的養(yǎng)殖。

“魯嵐?jié)O養(yǎng)61699”號雖然也具有深層測溫、智能取水與交換、飼料倉儲與自動投喂、艙養(yǎng)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)控、養(yǎng)殖魚類行為監(jiān)測、看護周圍養(yǎng)殖網(wǎng)箱、人員食宿、魚類加工、冷藏等功能，但是相比前文介紹的那些“深海漁場”，其養(yǎng)殖艙并非深海養(yǎng)殖網(wǎng)箱，而是受限于船體大小的船艙，且智能化程度也存在一定差距。鑒于此船是溫帶海域規(guī)模化養(yǎng)殖鮭鱒魚類的首次嘗試，一旦嘗試成功，面對大批量的生產(chǎn)需求，也少不了“深海漁場”這樣的現(xiàn)代化養(yǎng)殖裝備，所以其大有用武之地。

除此之外，中國是漁業(yè)養(yǎng)殖超級大國，與養(yǎng)殖相關(guān)的各類研究也一直在進行，包括從近海網(wǎng)箱養(yǎng)殖到深海網(wǎng)箱的應用等。［4］“深海漁場”是未來發(fā)展方向，僅考慮南海海洋資源情況，水深45～100 m且適合開展深遠海漁業(yè)養(yǎng)殖的海域面積約為60 000 km2，預估可形成3 600億元人民幣的漁業(yè)裝備市場。

此外，印度、印度尼西亞、越南、孟加拉國、埃及、緬甸、泰國、菲律賓、巴西等國也都是漁業(yè)養(yǎng)殖大國，近十年來產(chǎn)量增幅尤為可觀（埃及的產(chǎn)量增幅為111%，巴西為118%，孟加拉國122%，越南136%，印度尼西亞更是高達255%）。但是，這些國家主要是發(fā)展中國家，養(yǎng)殖的魚類也普遍是低價魚，上述這些最先進的“深海漁場”或許并不太適合他們，不過我們完全可以根據(jù)他們的需求，開發(fā)設(shè)計適應不同地區(qū)、不同魚種的“深海漁場”（包括較淺水域、較小規(guī)模、精簡體系的中低端產(chǎn)品），這也是一個不容小覷且前景看好的市場。

4 結(jié) 論

我國是世界主要造船大國，近年來一直在不斷提升船舶與海洋工程裝備的研發(fā)和制造技術(shù)，“深海漁場”雖是為海洋漁業(yè)養(yǎng)殖所打造的，但其未來市場潛力巨大，面對海工市場的持續(xù)低迷，我國的海洋工程設(shè)計院所和船廠大可將先進的設(shè)計理念和建造技術(shù)引入漁業(yè)裝備設(shè)計建造中，借助我國“一帶一路”之勢，拓寬視野、轉(zhuǎn)型升級，爭取更廣闊的市場，這也是我國海工領(lǐng)域技術(shù)在其他行業(yè)中的實力體現(xiàn)。

在研發(fā)和建造“深海漁場”的過程中，我們必然會面臨一系列重大的技術(shù)創(chuàng)新和挑戰(zhàn)，但這將成為我國船舶與海洋工程行業(yè)寶貴的技術(shù)資料和成功經(jīng)驗，從而進一步提升我國的綜合實力。

［ 參考文獻 ］

［1］ FAO. Fishery and Aquaculture Statistics Yearbook 2014［R］. Rome. 2016.

［2］ 陳柏松，閆雪，程波，等. 挪威三文魚養(yǎng)殖業(yè)及其對我國的啟示［J］. 中國漁業(yè)經(jīng)濟， 2016（34）： 19-25.

［3］ 王進. 深遠海漁業(yè)養(yǎng)殖前景廣漁業(yè)裝備企業(yè)迎“利好”？［N］. 中國船舶報，2017-6-28（8）.

［4］ 魏友海.利用深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術(shù)促進漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展［J］.科學養(yǎng)魚， 2013（1）： 13-15.