CCS湛江分社 鄧炳林

海洋養(yǎng)殖在我國(guó)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)中的地位在不斷提升，大力發(fā)展海洋牧場(chǎng)及其裝備產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)海洋漁業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略選擇。

隨著我國(guó)人口數(shù)量的增加和生活水平的提高，對(duì)水產(chǎn)品的需求將會(huì)越來(lái)越大。據(jù)估計(jì)，到2030年，將會(huì)出現(xiàn)2000萬(wàn)噸水產(chǎn)品的缺口需要彌補(bǔ)，而水產(chǎn)品產(chǎn)量的增量將主要依托海洋漁業(yè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖必須充分利用廣闊的遠(yuǎn)海和公海資源，依靠更加先進(jìn)、高效的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)依托深遠(yuǎn)海優(yōu)質(zhì)海水資源進(jìn)行水產(chǎn)健康養(yǎng)殖的目標(biāo)，進(jìn)而提高我國(guó)養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)量以滿(mǎn)足消費(fèi)者要求和增強(qiáng)我國(guó)水產(chǎn)品的出口能力。

目前深遠(yuǎn)海智能網(wǎng)箱式牧場(chǎng)專(zhuān)用平臺(tái)和冷水養(yǎng)殖等高端漁業(yè)裝備蓬勃發(fā)展，但核心技術(shù)被挪威、日本、加拿大、俄羅斯等國(guó)所壟斷。我國(guó)網(wǎng)箱養(yǎng)殖雖已有一定規(guī)模，但主要分布在內(nèi)灣和沿海，養(yǎng)殖密度高、水體質(zhì)量差，受污染情況比較嚴(yán)重，同時(shí)網(wǎng)箱養(yǎng)殖不能抵御較大風(fēng)浪且使用壽命短。鑒于我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)漁業(yè)大國(guó)在深遠(yuǎn)海漁業(yè)養(yǎng)殖領(lǐng)域的巨大差距，亟需創(chuàng)新養(yǎng)殖模式、提升養(yǎng)殖技術(shù)、革新養(yǎng)殖方法、開(kāi)發(fā)新型養(yǎng)殖裝備，利用新技術(shù)、新裝備大幅提升漁業(yè)養(yǎng)殖水平。

圖1 世界首座大智漁業(yè)養(yǎng)殖平臺(tái)“海洋漁場(chǎng)1號(hào)”

深遠(yuǎn)海智能養(yǎng)殖平臺(tái)的構(gòu)成

2013年，國(guó)務(wù)院《關(guān)于促進(jìn)海洋漁業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》，要求控制近海養(yǎng)殖密度，拓展離岸養(yǎng)殖及深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖，提高設(shè)施裝備水平和組織化程度。推進(jìn)國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略，實(shí)施海上經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)，需要搭建更多的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)業(yè)平臺(tái)。拓展深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖新空間，是我國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略對(duì)海洋漁業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)提出新的發(fā)展要求，也是我國(guó)維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益、爭(zhēng)取發(fā)展空間的重要戰(zhàn)略手段。

深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖是一個(gè)綜合體系，如圖2為典型海洋養(yǎng)殖系統(tǒng)六大組成部分，包括適養(yǎng)物種、養(yǎng)殖技術(shù)、養(yǎng)殖平臺(tái)、物流運(yùn)輸、養(yǎng)殖裝備、環(huán)境保護(hù)及養(yǎng)殖產(chǎn)品加工，需要多方面權(quán)衡發(fā)展。智能養(yǎng)殖平臺(tái)中的“智能”主要是運(yùn)用現(xiàn)代化通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)培育、養(yǎng)殖、捕撈、加工等過(guò)程的智能化管理。

其中，現(xiàn)代化、智能化新型海水養(yǎng)殖平臺(tái)需具備以下條件：

（1）適宜的養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境。適宜的養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)是開(kāi)展水產(chǎn)品健康養(yǎng)殖、確保產(chǎn)品品質(zhì)的先決條件。養(yǎng)殖裝備需要配備海水溫度控制、漁網(wǎng)自清潔和死魚(yú)收集、水溫和水質(zhì)監(jiān)測(cè)等控制系統(tǒng)或海洋科學(xué)考察站。

（2）完善的生活保障系統(tǒng)。由于深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖平臺(tái)遠(yuǎn)離大陸架，養(yǎng)殖基地人員的基本生活保障也是大規(guī)模深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖平臺(tái)所必須具備的條件之一。為降低淡水和新鮮蔬菜等必需品運(yùn)輸成本，有必要利用海上能源進(jìn)行海水淡化，配備緊湊型海水淡化設(shè)備，同時(shí)利用較小的空間進(jìn)行水培蔬菜，滿(mǎn)足養(yǎng)殖人員蔬菜供給。

（3）安全可靠的養(yǎng)殖平臺(tái)。海上生產(chǎn)設(shè)施的安全作業(yè)和養(yǎng)殖對(duì)象的安全生長(zhǎng)是重中之重。養(yǎng)殖裝備必須具有抵御惡劣海況的影響，保障生命與財(cái)產(chǎn)安全的能力，并同時(shí)保護(hù)養(yǎng)殖對(duì)象免受海洋物理、化學(xué)或生物性災(zāi)害的侵襲。

圖2 海水養(yǎng)殖系統(tǒng)主要組成部分

（4）安全可靠的工程裝備。養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境及養(yǎng)殖設(shè)施的構(gòu)建需要安全可靠的工程裝備，養(yǎng)殖生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)需要配套全面的機(jī)械化及自動(dòng)化裝備，以及信息化管理系統(tǒng)、專(zhuān)業(yè)的海上物流保障系統(tǒng)等。

（5）完善的生產(chǎn)設(shè)施。設(shè)置在深遠(yuǎn)海的大型養(yǎng)殖平臺(tái)，還需配置海上捕撈漁船的補(bǔ)給、漁獲物物流與加工、水產(chǎn)名優(yōu)苗種繁育等生產(chǎn)功能，形成相互關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈。

（6）穩(wěn)定的能源供給系統(tǒng)。深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖所需的自動(dòng)投飼、日常管理和維護(hù)以及工作人員生活所需的基本能源保障，都需要穩(wěn)定和持續(xù)的能源供給。太陽(yáng)能、風(fēng)能及波浪能等新能源是深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖可持續(xù)利用的能源，以新能源為基礎(chǔ)建立的微電網(wǎng)系統(tǒng)可確保深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖能源的安全供給。此外，還應(yīng)配備儲(chǔ)能器件及一定規(guī)模的柴油發(fā)電機(jī)以彌補(bǔ)新能源間歇性不穩(wěn)定發(fā)電的缺陷，從而確保養(yǎng)殖平臺(tái)能源供給的穩(wěn)定性。

綜上所述，拓展深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖新空間，裝備須先行。建設(shè)深遠(yuǎn)海智能海洋牧場(chǎng)，離不開(kāi)安全可靠的海洋裝備。養(yǎng)殖平臺(tái)作為深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖的主體之一，必須全面考慮以上條件對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，從而為實(shí)施深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖戰(zhàn)略推進(jìn)我國(guó)漁業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供重要支撐作用。

結(jié)合我國(guó)拓展藍(lán)色經(jīng)濟(jì)新空間、發(fā)展深遠(yuǎn)海智能化漁業(yè)的戰(zhàn)略需求，針對(duì)不同區(qū)域的特點(diǎn)和需求研究相適宜的深遠(yuǎn)海智能養(yǎng)殖平臺(tái)，可以形成一條從新型漁業(yè)資源調(diào)查裝備、漁業(yè)養(yǎng)殖裝備、漁業(yè)捕撈裝備到漁獲加工裝備系列完整的產(chǎn)業(yè)鏈，極大提升我國(guó)海洋牧場(chǎng)的水平和能力。此外，受?chē)?guó)際金融危機(jī)深層次影響，國(guó)際航運(yùn)和海工市場(chǎng)持續(xù)在谷底徘徊，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新一輪深刻調(diào)整期，開(kāi)發(fā)深遠(yuǎn)海智能養(yǎng)殖平臺(tái)等新興海工裝備可為我國(guó)海工裝備企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)提供新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

圖3 全球野生捕撈和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量歷年對(duì)比(1950-2016)

圖4 全球野生捕撈和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量(1990-2030)

深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖平臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)2018年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)關(guān)于世界漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖狀況(SOFIA)中歷年全球野生捕撈和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如圖3所示，可以看出全球水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量在逐年攀升，野生捕撈產(chǎn)量在進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)持平并維持在年產(chǎn)量0.8億噸左右。據(jù)SOFIA-2018對(duì)世界漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量估計(jì)，如圖4所示，到2030年全球漁業(yè)產(chǎn)量將達(dá)到2.01億噸，其中捕撈產(chǎn)量預(yù)計(jì)為0.9億噸，水產(chǎn)養(yǎng)殖可達(dá)到1.11億噸，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量將超過(guò)捕撈產(chǎn)量。隨著人民生活水平的提高，對(duì)水產(chǎn)品的需求量將會(huì)逐年增加，由于野生漁業(yè)產(chǎn)品的有限性因此增加的水產(chǎn)品主要靠海水養(yǎng)殖來(lái)承擔(dān)，這也是近年來(lái)深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖不斷發(fā)展的根本動(dòng)力之一。

目前海水養(yǎng)殖平臺(tái)主要有養(yǎng)殖網(wǎng)箱、養(yǎng)殖工程船及浮式養(yǎng)殖平臺(tái)等類(lèi)型。美國(guó)最早于1990年在德克薩斯的近海岸開(kāi)始探索深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖，其直接將養(yǎng)殖網(wǎng)箱系泊在導(dǎo)管架平臺(tái)的樁腿上。1997年，美國(guó)進(jìn)行了第二次深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖探索，養(yǎng)殖網(wǎng)箱地點(diǎn)仍選在德克薩斯州中部海岸54公里外作業(yè)水深為40米的導(dǎo)管架平臺(tái)附近，如圖5所示。與第一次不同的是，這是美國(guó)首次商業(yè)規(guī)模的深遠(yuǎn)海網(wǎng)箱養(yǎng)殖嘗試，網(wǎng)箱養(yǎng)殖系統(tǒng)所需的物品、食物、能源、淡水等必需品均由專(zhuān)用服務(wù)船提供，平臺(tái)內(nèi)設(shè)有養(yǎng)殖人員永久居住區(qū)、配備魚(yú)料自動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)，網(wǎng)箱直徑約為30～40米左右，水深達(dá)到15米，是現(xiàn)在眾多海洋牧場(chǎng)框架重力式養(yǎng)殖網(wǎng)箱(HDPE)系統(tǒng)的雛形。

圖5 位于德克薩斯州中部海岸54公里的養(yǎng)殖網(wǎng)箱

圖6 挪威AKVA公司的養(yǎng)殖網(wǎng)箱產(chǎn)品

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前已有20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)通過(guò)試驗(yàn)、研究和風(fēng)險(xiǎn)投資參與了深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖平臺(tái)的專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目。世界漁業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖工程裝備的主要途徑是深水巨型養(yǎng)殖網(wǎng)箱和浮式養(yǎng)殖平臺(tái)。成立于2006年的挪威水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)備制造公司(AKVA)，研發(fā)出多種養(yǎng)殖平臺(tái)如圖6所示，并投入運(yùn)營(yíng)。

半潛式海洋結(jié)構(gòu)物在深遠(yuǎn)海區(qū)域非常普遍，將半潛式結(jié)構(gòu)應(yīng)用于海洋牧場(chǎng)平臺(tái)建設(shè)，可以避免養(yǎng)殖對(duì)象受到水面風(fēng)暴的傷害，且可以通過(guò)自升的沉降系統(tǒng)避免有毒水藻一類(lèi)生物的侵襲，并有利于養(yǎng)殖環(huán)境的保養(yǎng)及水溫調(diào)節(jié)，圖7為美國(guó)Ocean Spar公司研發(fā)的半潛式的養(yǎng)殖網(wǎng)箱。

此外，還出現(xiàn)了球形籠式和張力腿式的養(yǎng)殖網(wǎng)箱，如圖8所示，俄羅斯GosNIORH Leonid Bugrov公司開(kāi)發(fā)了SADCO系統(tǒng)可以使閉口式養(yǎng)殖網(wǎng)箱實(shí)現(xiàn)部分或全部沉降，該系統(tǒng)還包括自動(dòng)喂養(yǎng)控制模塊，如圖9所示。

圖7 美國(guó)Ocean Spar公司的養(yǎng)殖網(wǎng)箱產(chǎn)品

圖8 球形籠式和張力腿式的養(yǎng)殖網(wǎng)箱

圖9 俄羅斯GosNIORH Leonid Bugrov公司研發(fā)的籠式養(yǎng)殖網(wǎng)箱

除以上養(yǎng)殖網(wǎng)箱，也有自帶動(dòng)力系統(tǒng)的深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖工程船的研究，早在上世紀(jì)80～90年代，發(fā)達(dá)國(guó)家就提出了研發(fā)大型養(yǎng)殖工程船的歷年，包括浮式平臺(tái)，船載養(yǎng)殖車(chē)間、船艙養(yǎng)殖以及半潛式網(wǎng)箱工程船等多種形式，并進(jìn)行了積極的探索，為商業(yè)化海水養(yǎng)殖發(fā)展儲(chǔ)備了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。

圖10左圖為三體養(yǎng)殖工程船，配備4門(mén)起吊機(jī)，具有自身動(dòng)力定位，最大航速達(dá)4節(jié)，可裝載450噸水產(chǎn)品，圖10右圖為挪威水產(chǎn)養(yǎng)殖Kjell Lorentsen公司開(kāi)發(fā)的具有20個(gè)網(wǎng)箱可在200米深進(jìn)行養(yǎng)殖生產(chǎn)的養(yǎng)殖專(zhuān)用船。

圖10 深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖工程船

圖11 10萬(wàn)t級(jí)大型養(yǎng)殖平臺(tái)構(gòu)建方案

我國(guó)在“十二五”期間，開(kāi)展了大型養(yǎng)殖工程船的研究，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，確定以10萬(wàn)噸級(jí)養(yǎng)殖平臺(tái)為設(shè)計(jì)方案，建成后，預(yù)計(jì)養(yǎng)殖水體可達(dá)7.5萬(wàn)立方米，可以形成年產(chǎn)4000 噸以上石斑魚(yú)養(yǎng)殖能力及50～100艘漁船漁獲物初加工與物資補(bǔ)給能力，圖11為該養(yǎng)殖平臺(tái)的構(gòu)建方案。

圖12 海南陵水深遠(yuǎn)海漁業(yè)養(yǎng)殖裝備效果圖

圖13 由青島武船重工建造完工的 “深藍(lán)1號(hào)”

圖14 半潛船型桁架浮體結(jié)構(gòu)養(yǎng)殖船—“德海1號(hào)”

2018年6月28日，我國(guó)首批3座用于我國(guó)南海的超大型漁業(yè)養(yǎng)殖裝備“海南陵水深遠(yuǎn)海漁業(yè)養(yǎng)殖平臺(tái)”在青島基地開(kāi)建。該深海智能漁場(chǎng)是由3座平臺(tái)與1座保障設(shè)施構(gòu)成的超大型漁業(yè)養(yǎng)殖裝備，建成之后的效果如圖12所示。

養(yǎng)殖平臺(tái)為六邊形鋼質(zhì)框架結(jié)構(gòu)，直徑110米，高75米，單個(gè)平臺(tái)養(yǎng)殖水體25萬(wàn)立方米，一次養(yǎng)殖金鯧魚(yú)1000萬(wàn)條，產(chǎn)量6000噸。整個(gè)智能平臺(tái)只需要9名工作人員在保障設(shè)施內(nèi)遠(yuǎn)程遙控，平臺(tái)就可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)魚(yú)飼料存儲(chǔ)與投放、活魚(yú)捕撈、死魚(yú)收集、網(wǎng)衣清洗、平臺(tái)監(jiān)控等功能。

由日照市萬(wàn)澤豐漁業(yè)有限公司出資1.1億元建設(shè)，中國(guó)海洋大學(xué)與湖北海洋工程裝備研究院聯(lián)合設(shè)計(jì)，青島武船重工有限公司建造的“深藍(lán)1號(hào)”于2018年7月初在黃海海域正式啟用，如圖13所示。

該全潛式養(yǎng)殖平臺(tái)利用潛艇沉浮控制技術(shù)，結(jié)合挪威“海洋漁場(chǎng)1號(hào)”的研制經(jīng)驗(yàn)，融合黃海冷水團(tuán)三文魚(yú)養(yǎng)殖技術(shù)，創(chuàng)建了我國(guó)獨(dú)特的深遠(yuǎn)海全潛式三文魚(yú)養(yǎng)殖模式?！吧钏{(lán)1號(hào)”網(wǎng)箱周長(zhǎng)180m，高38m，重約1400t，有效養(yǎng)殖水深30米，直徑60.44米，整個(gè)養(yǎng)殖水體約5萬(wàn)立方，相當(dāng)于40個(gè)標(biāo)準(zhǔn)游泳池，網(wǎng)衣面積接近2個(gè)足球場(chǎng)大小，設(shè)計(jì)年養(yǎng)魚(yú)產(chǎn)量1500t，可同時(shí)養(yǎng)殖三文魚(yú)5萬(wàn)尾。

2018年9月2日，我國(guó)第一艘半潛船形桁架浮體混合結(jié)構(gòu)萬(wàn)噸級(jí)“德海智能化養(yǎng)殖漁場(chǎng)”“德海1號(hào)”，順利投放至珠海萬(wàn)山枕箱島外海域，并交付給珠海市新平茂漁業(yè)有限公司開(kāi)展養(yǎng)殖試驗(yàn)?！暗潞?號(hào)”總長(zhǎng)91.3m，寬度27.6m，設(shè)置3+1養(yǎng)殖區(qū)，養(yǎng)殖水體可達(dá)3萬(wàn)立方米；配備智能化投喂養(yǎng)殖專(zhuān)家系統(tǒng)、自動(dòng)投餌機(jī)、監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)能源系統(tǒng)、海水制淡系統(tǒng)、起網(wǎng)機(jī)、水下洗網(wǎng)機(jī)和高彈性錨泊系統(tǒng)；設(shè)有養(yǎng)殖區(qū)、生活區(qū)、儲(chǔ)藏區(qū)、控制區(qū)等多個(gè)功能區(qū)，適應(yīng)20～100米水深海域區(qū)間養(yǎng)殖，可實(shí)現(xiàn)一體化管理及無(wú)人駐守養(yǎng)殖。

“德海智能化養(yǎng)殖漁場(chǎng)”的研制與實(shí)踐，是我國(guó)漁業(yè)轉(zhuǎn)方式調(diào)結(jié)構(gòu)的一種重要物質(zhì)裝備基礎(chǔ)，是我國(guó)海水養(yǎng)殖生產(chǎn)方式從傳統(tǒng)向現(xiàn)代、從港灣向深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖的一次變革，從而使構(gòu)建我國(guó)廣闊海洋時(shí)空分布的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)生產(chǎn)新模式成為現(xiàn)實(shí)。

深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，深遠(yuǎn)海智能海洋牧場(chǎng)必然是其重要發(fā)展的方向之一，深遠(yuǎn)海智能養(yǎng)殖平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：

1、多功能環(huán)保型專(zhuān)業(yè)化養(yǎng)殖平臺(tái)的構(gòu)建，成為漁業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力量。

2、智能化、專(zhuān)業(yè)化養(yǎng)殖裝備的技術(shù)水平將得以不斷提升，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的安全可控和產(chǎn)能經(jīng)濟(jì)最大化。

3、在“養(yǎng)、捕、加”一體化大型深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖平臺(tái)支撐和物流保障系統(tǒng)的支持下，可以在深遠(yuǎn)海持續(xù)開(kāi)展?jié)O業(yè)生產(chǎn)，形成工業(yè)化養(yǎng)殖新產(chǎn)業(yè)。

4、海上新能源的發(fā)展，將成為深遠(yuǎn)海智能海水養(yǎng)殖能源保障系統(tǒng)發(fā)展不可或缺的重要“推手”。