据(SOFIA)数据预测:到2030年,鱼类总产量将增至2.04亿吨,较2018年增长15%,全球刚需增长2500万吨,而中国刚性增长需求500多万吨,需要再拓展养殖空间,而这个空间,被认为很大程度上,是在深远海。
“工欲善其事,必先利其器。”拓宽养殖空间离不开养殖装备的助力。1980年我国的海水普通网箱养殖兴起,随后迅猛发展成为中国海水养殖的重要产业;到了1998年,中国海南省引进挪威HDPE圆形浮式网箱,开启了中国深水网箱养殖的先河;2001年,高密度聚乙烯(HDPE)浮式网箱研制成功并推广应用,产业规模迅速增长;2017年,中国开始研发大型桁架式网箱探索深远海养殖;到了2022年,海水网箱养殖产量103.41万吨,占海水鱼养殖产量53.7%,并且继续呈递增态势,网箱养殖鱼类品种涉及金鲳鱼、大黄鱼、军曹鱼、石斑鱼、章红鱼、鮸鱼等10余种,呈现出品种多样化、设施大型化、生产现代化和产业集群化的发展特征。
深远海养殖是以机械化、自动化、智能化装备技术为支撑,在深远海进行规模化高效水产养殖的方式,由于深远海养殖需要考虑到特殊的海域环境条件,对技术提出了更高的要求,目前业内人正研究解决网箱结构不够安全、网衣生物附着、养殖品种饵料系数高和水下作业装备缺失等问题,以保障设施和生物安全,保障国家粮食安全,满足人们对水产品的刚性需求。
多种装备设置各有优劣,
重力式网箱是主体装备
中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所副所长谌志新指出,海工装备技术与养殖产业融合发展助推了我国深远海养殖业的发展,自上世纪90年代我国引进深水抗风浪网箱,目前HDPE重力式网箱成为我国深水养殖网箱主体,同时出现了“深蓝1号”“德海1号”“长鲸1号”“澎湖号”“国信1号”“振渔1号”等大型智能养殖平台。
谌志新介绍,大型架类网箱设施北方冷水团全潜式典型网箱有深蓝系列,坐底式典型网箱有经海系列,全潜式网箱可规避海面恶劣情况,但操作复杂,不便观察和日常维护;而坐底式因为是坐底安装,网箱稳定,但网衣载荷大,恶劣海况适应能力有限,且不宜放置于流大和深水区以及淤泥底质;浮式旋转式典型网箱有振渔系列,目前已经投入应用3台,可机动晒网,不易生物附着,但可利用水体减小,单位养殖水体造价升高;半潜升降式网箱的半潜升降结构可规避台风和赤潮影响,但内网网衣清洗及网衣更换不便,可能存在触底风险水区。
半潜浮式单点锚系典型网箱有德海系列,目前已在广东、海南和香港推广4座,半潜浮式全析架结构,经济性较好,单点锚系,养殖对环境友好,但有走锚风险,没能解决台风对养殖对象的影响;半潜浮式渔旅融合典型网箱有澎湖号系列,波浪能和太阳能综合利用,能效高,单价成本高,可以进行渔旅融合;大型游弋式典型养殖工船目前有“国信1号”,可游弋养殖,规避台风、赤潮影响,而且是封闭舱养殖,养殖水环境可控,可以实现养捕加一体化生产,但系统稳定全年持续生产造价高,运行成本高,回收期相对较长。
▲智能化装备推进海上养殖周礼雄/摄
养殖情况复杂,
设备需要具备智能化管理功能
目前,中国海域呈现“浅、大、多”特点,空间开发利用极不平衡,中国近海养殖开发强度大,是世界平均水平的67倍,近海环境存在承载力不足、养殖病害频发的问题。发展深远海养殖有利于推进水产养殖业绿色发展,有利于水产养殖结构调整和拓展养殖新空间。
谌志新指出,发展深远海养殖系统构建关乎“养什么”、“在哪养”和“怎么养”的问题,养殖设施必须保障恶劣海况下人员、物资和养殖生物的安全,需要对应风浪流的危害进行工程化设计和建设。深远海养殖系统构建以养殖产品价值和海域条件为前提,建设经济实用的设施工程,构建具备规模经济效应的生产系统和构建全面的工业化生产系统,以满足海上生产特有的管控与保障要求;同时养殖空间能有效地利用海域水资源,创造适宜集约化养殖、高效生长的水温、水流等水文条件。
在“养什么”上,选择要素包括水温要求、竞争性要求、市场潜力、品种特性和养殖技术,目前常见的养殖品种有金鲳鱼、军曹鱼、石斑鱼、大黄鱼、大菱鲆和大西洋鲑等。“在哪养”则关乎如何规划空间布局,目前设施形式类型主要包括重力式深水网箱、桁架式网箱和养殖工船,按照锚泊方式分类包括固定式和可移动式,设施的结构形式关乎“怎么养”。
“中国深远海设施养殖系统构建与定义要素的关键词和基本要素是‘深’‘远’‘大型’和‘智能化’。”深远海设施养殖系统在设施上以大型养殖平台为核心,配置满足集约化生产的管理平台,养殖海域为离岸10公里以上的处于开放或半开放海域,水深低潮位大于15(20)米,具有大洋性浪、流特征。一般来说,单个渔场总养殖水体不小于1万立方米,具备有机械化作业、自动化投喂、智能化控制和信息化管理等功能,有养殖环境监测、养殖废弃物收集等有效的环保措施。
OceanFarm1于2017年6月建造完成,总高69米、直径110米,可抗12级台风,设计使用年限25年。养殖水体25万立方米,设计三文鱼产量约6000吨;设备配备了全球最先进的三文鱼智能养殖系统、自动化保障系统和高端深海运营管理系统,安装了2万余个传感器。
近20年来,挪威整体布局三文鱼全产业链,构建了种苗、设施、装备、饲料、疫苗、加工、运输等各环节的标准化技术体系,支撑了挪威三文鱼产业的做大做强,年均养殖产量约150万吨,技术水平长期保持世界领先水平。
黄小华在对比分析不同深远海网箱养殖现状后指出,保证网箱设施和鱼类安全是实现预期成效的决定性因素。随着网箱养殖进一步向外海拓展,网箱养殖面临的海洋工况条件更加恶劣,尤其是受台风的影响更大,未来深水网箱养殖海域将逐步推向水深30m以外海域;深水网箱的大型化发展,单位海域面积生产更多的优质水产品,是提升企业养殖效益的重要途径;研发升降式网箱进行推广应用,是降低养殖风险达到养殖预期效益的有效措施。
在设施和生物安全技术等
方面仍存在技术要求
“深远海养殖是以机械化、自动化、智能化装备技术为支撑,在深远海进行规模化高效水产养殖的方式。”黄小华指出,由于深远海养殖需要考虑到特殊的海域环境条件,如浪大流急,台风灾害和远离岸线,从业者要考虑如何保证设施和生物安全和如何开展高效养殖管理这两个问题,保证网箱设施和鱼类安全是实现预期成效的决定性因素。
根据现实情况,在海上养殖会面临的问题包括网箱结构安全、网衣附着污损生物多的问题,“其中,附着生物过多,网衣重量大幅增加导致水面交接处的网衣容易破损、阴碍水体顺畅交换、降低网箱内水体溶氧、影响到鱼类正常生长及品质网衣更换的劳动强度大,高峰期每个月需要换网1次,人工成本高。”
另外,目前深水网箱主导养殖鱼类饵料系数偏高,有不少品种是冰鲜鱼料投喂,尤其是大规格鱼类品种(如军曹鱼和章红鱼)。同时,深远海养殖风险主要来自水下,需要进行网箱设施水下巡检、鱼类病害的监测、养殖鱼群的行为监测、鱼类生长性状的测定、养殖网衣的水下清污、养殖网箱的死鱼收集和养殖生物量的监测等,目前相应的水下作业装备缺失。
“设施安全是前提,生物安全是根本!鱼类活动空间要大,也要配置预警监测系统,更好保障养殖鱼类安全。”目前我国深远海养殖设施主要在设施和生物安全技术、健康养殖技术和工艺体系、精准营养调控技术、高效养殖装备技术、智能决策与远程控制技术方面存在需求。“构建信息化大数据平台,基于智能感知技术和5G通信技术,对深远海养殖过程各生产要素进行科学管理和智能决策是实现智能化养殖的必要条件。”
对此,谌志新也指出,我国深远海设施发展还需要解决结构破损强度安全问题、大型网箱分批起鱼问题、网衣生物附着问题、网衣清洗与换网起升操作问题、恶劣海况设施与生物安全问题以及自动化控制与信息化预警、数字化管理问题。未来发展仍需要坚持陆海统筹、因地制宜,由近及远的发展思路,按工业化理念,推进深远海养殖全链条协同发展,按照生态优先、科学规划,科技引领、标准先行,示范带动、有序发展和政府扶持,社会参与的原则发展。未来在设施上总结工程经验,坚持问题导向,完善产业链配套建立装备技术体系,确保设施装备与养殖生物安全和确保作业与维保的便利性、完善养殖技术与工艺体系、研发主养品种专用饲料和强化学科交叉完善标准与规范体系。