“深海渔场”的应用前景

何皛磊 张海文

（1. 中航国际船舶发展（中国）有限公司 上海 200041；2. 上海外高桥造船海洋工程设计有限公司 上海 200137）

引 言

随着社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，内河以及近海养殖的水产品已经无法完全满足人们对高品质水产的需求，尤其近年来时常见诸报端的发生在内河及沿海的水体污染事件，更增加了人们对水产品安全问题的担忧。而三文鱼等深海鱼受污染少，其营养成分和含量还比一般的鱼类更全面，富含的DHA、EPA、Ω-3脂肪酸，可促进大脑发育，强化和改善视力，降低胆固醇、调节血脂、增强机体免疫力等，从而越来越受到大众的推崇，越来越多的人选择食用深海鱼。另外，内河及近海养殖也会因残饵、粪便和药物的积存而影响水质，从而造成一定的环境问题，而反之又进一步危害到水产养殖，由此形成恶性循环。所以，面对扩大养殖容量、降低养殖风险、提升鱼类品质这样的复合需求，水产养殖业走向深海已成为必然趋势。

1 全球渔业经济

2014年全球渔业生产总量为1.67亿t［1］，其中养殖和捕捞产量分别占44%和56%，而前15位渔业养殖大国的养殖量又占据全球总养殖量的93%。值得一提的是，挪威和智利的产值产量比尤为高（见图1），主要源于两国大规模养殖大西洋鲑等品种的三文鱼（见表1）。挪威和智利之所以能成功地大规模养殖三文鱼，除了两国拥有适合三文鱼生长的独特海洋条件，更重要的是他们通过长期深入细致的科学研究，已形成一套利用先进技术与装备配套大规模养殖的方式，大大提高了生产效率。［2］

图1 2014年全球前15位渔业养殖大国的产量和产值

表1 2014年挪威和智利主要养殖品种的产量和产值

2 “深海渔场”养殖

2.1 “深海渔场”养殖装备介绍

所谓“深海渔场”，就是一种利用先进技术、设备配套大规模养殖方式所采用的现代化养殖装备。挪威在这方面的研发成果尤为突出，技术、设备一代代更新，目前最新的养殖装备有“海洋渔场1号”、“Hex Box养殖网箱”以及“深海养殖工船”等（参见下页图2-图4）。

图2 海洋渔场1号

图3 Hex Box养殖网箱

图4 深海养殖工船

“海洋渔场1号”总高69 m，直径110 m，空船质量7 700 t，整体容量超过25万m3、可一次性养殖150万条深海三文鱼。这座“深海渔场”四周共有12根柱子，底面6个圆锥形压载舱和中心浮筒提供浮力，可在开放海域100～300 m水深区域进行三文鱼养殖，还可抵抗12级台风，使用年限25年。渔场中16张特制渔网的骨材可提供10 t预张紧力，能抵御鲨鱼的撞击；配备的各类传感器达2万余个、监控设备100余个、生物光源100余个，可将复杂的养殖过程变得异常简单和准确，只需3～7人便可在控制室完成全部操控；此外，还有一个旋转门系统，是自动化、智能化的末端“执行”装置，承载着渔网清洁、活鱼自动驱赶和捕捉、底部死鱼收集、防虱等渔场主要功能。不但其本身的独特性和科技含量令人咋舌，并且在建造过程中，这个直径110 m、重达数百吨的门型框架，能以中央立柱为中心，在周长超过300 m的平面轨道上以毫米级精度运转自如，也是创造了多项业内记录。

囊括了智能养殖系统、自动化保障系统和高端运营管理系统的“海洋渔场1号”是目前规模最大的首座深海半潜式智能养殖渔场，融合了世界先进养殖技术、现代化环保养殖理念和世界顶级海洋工程装备制造能力，由中船重工武船集团总承包，已于2017年5月竣工，6月14日从青岛出发，一个月后抵达挪威投入使用。

与之相类似“Hex Box养殖网箱”总高35.5 m，直径90 m，空船质量5 400 t，养殖鱼量200万条，适用水深100～200 m。“Hex Box养殖网箱”考虑了成本、质量、可操作性和灵活性，基于混合动力解决方案和绿色能源生产，实现了最佳的功率功效，并通过高科技监控和大数据采样分析来优化生产和减少病害的可能性，以提高鱼类品质。同时，其还充分考虑恶劣环境下操控人员的安全性问题，将这一点也融入到设计和运营中。“Hex Box养殖网箱”于2017年4月7日签约，建造周期约500天，是中集来福士在充分积累海工装备建造经验的基础上，积极探索新的发展方向，向海洋渔业装备等方面拓展业务，进军“深海渔场”装备市场的一个实例。

挪威NSK船舶设计公司设计的“深海养殖工船”，其外形与上述两个平台不太一样，更像是一艘船，但实质上也是网箱结构。“深海养殖工船”是一个长430 m、宽54 m的钢架结构，可沿船长方向安装6个60 m长、50 m宽、60 m深的养殖网箱，可养殖200万条三文鱼。幼鱼通过管道从活鱼运输船输送到“深海养殖工船”，另外饲料运输船将散装饲料通过管道输送到养殖工船的伺料舱，喂养时饲料通过每个养殖网箱上的旋转喷头均匀喷洒到养殖池中，最后的成鱼再通过管道运输送回活鱼运输船，运至大型加工厂加工。养殖工船上设置走廊，还有各种自动化机械，协助工人检查和操作。

2.2 “深海渔场”养殖的优越性

以上介绍的3个“深海渔场”，外形看似简单，其“内芯”却很不简单：可一次性养殖约200万条深海三文鱼；半沉水下的海上养殖平台可在开放海域100～300 m水深区域进行三文鱼养殖；配备了非常先进的智能养殖系统和运营管理系统，只需要几个人便可完成全部操作。由此可见，“深海渔场”养殖具有显著的优越性：

（1）“深海渔场”可使渔业养殖摆脱近海峡湾等地域限制，将养殖区域从相对较为封闭的近海向开放性的深远海发展，拓展了养殖海域。

（2）相比受限于近海水深的传统养殖网箱，“深海渔场”的网箱深度更深，因此对于相同直径的网箱，“深海渔场”的容积要大得多，可以降低养殖密度，使鱼类更好、更快地生长。

（3）大规模的水产养殖需要投放大量饲料，考虑到病害危险，还可能需要用药，而残饵堆积、粪便排放、药物作用等，势必会污染水质，如果不能及时被水中的浮游生物完全降解，或者被海水有效稀释，就会造成水体富营养化、产生污染，从而导致鱼类发病、死亡，甚至波及周边野生鱼群。“海洋渔场1号”、“Hex Box养殖网箱”和“深海养殖工船”的网箱深度均达到几十米，这就有利于海水在养殖鱼群之间自由流动，再加上智能设备的监测维护，会尽可能减少污染物的沉积，从而减轻近海的环境压力。

（4）随着现代化工业、农业生产的迅猛发展，沿海地区人口的增多，大量工农业废水和生活污水排入海洋，其中有相当一部分可能未经处理就直接排放，必然导致水体污染程度日趋严重。同时，由于渔业养殖业的扩大，近海养殖自身也产生污染。加上全球气候变化、海运业发展导致外来有害物种引入等原因，使近海环境不断恶化，赤潮等频繁发生，严重影响渔业生产。相比之下，深海养殖的水质环境好，危害水产养殖品种的疾病也会减少，既能降低养殖风险，又能提高鱼类品质。

（5）病害问题也是渔业养殖过程中不可避免的问题，而“深海渔场”的一整套包括鱼苗投放系统、进食系统、营养均衡系统、生物调光系统、送氧系统、除虱系统、鱼群实时监控系统、自动捕鱼系统、死鱼收集系统、渔网自清洁系统、水文监测系统在内的智能养殖系统，通过科学计算、实时监测、规范管理，可大大降低和控制病害的发生和蔓延，大幅提高养殖产量。

（6）“深海渔场”的自适应升降系统、网箱材料的升级，都是为降低“深海渔场”因遭遇风暴灾害、鱼群或船舶撞击等导致网箱破损、养殖鱼群出逃事故的发生率，提高了“深海渔场”的生存和适应能力，相比近海网箱养殖抵御自然灾害和突发状况的能力明显增强，适应海域更广。

（7）现代化的“深海渔场”其科技含量高，结合各种高新技术，采用新型材料，配备大量自动化辅助设备，大大增强了养殖监控和运营管理能力，虽然造价不菲，但改变了传统的劳动密集型生产方式，大幅降低了人员成本，提高了生产效率。

3 “深海渔场”的国内外应用前景

“深海渔场”的优势十分显著，但考虑到其设备成本高昂，所以目前仅用于大规模水产养殖企业养殖高附加值、高品质鱼类，比如挪威、智利等大型三文鱼养殖工厂；此外，由于“深海渔场”智能化程度非常高，所以，对于人力成本昂贵的欧美国家也很适用。据了解，仅挪威一国市场在未来几年内就至少需要100套，北欧及北美海域共需要500套，合计约300亿美元。［3］

随着对三文鱼等深海鱼需求的增长，其产量也在逐年递增。全球三文鱼及鳟鱼产量如图5所示。

图5 全球三文鱼、鳟鱼产量

由此可见，受自然生态环境所限，野生鱼群的产量基本保持平衡，所以捕捞量变化不大。但近年来养殖量增幅明显，6年间养殖产量增加了50%，相信随着未来需求量的增长，养殖产量还将继续增长。中国目前也在不断尝试三文鱼养殖，以达到一定的自给率。2017年7月2日，中国第一艘养殖工船“鲁岚渔养61699”号从日照启航，前往黄海冷水团用于三文鱼养殖（参见图6）。

图6 “鲁岚渔养61699”号

该船总长86 m、型宽18 m、型深5.2 m、吃水3.8 m、定员22人、续航能力90天、满载排水量4 832.32 t、养鱼水舱14个共2 000 m3。此船最大的特点是可抽取海面下45 m的低温海水。在中国，夏天海面表层的温度太高，冷水鱼类不能养殖，通过养殖工船循环抽取低温海水，就可以低成本进行高品质冷水鱼类的养殖。

“鲁岚渔养61699”号虽然也具有深层测温、智能取水与交换、饲料仓储与自动投喂、舱养水质环境监控、养殖鱼类行为监测、看护周围养殖网箱、人员食宿、鱼类加工、冷藏等功能，但是相比前文介绍的那些“深海渔场”，其养殖舱并非深海养殖网箱，而是受限于船体大小的船舱，且智能化程度也存在一定差距。鉴于此船是温带海域规模化养殖鲑鳟鱼类的首次尝试，一旦尝试成功，面对大批量的生产需求，也少不了“深海渔场”这样的现代化养殖装备，所以其大有用武之地。

除此之外，中国是渔业养殖超级大国，与养殖相关的各类研究也一直在进行，包括从近海网箱养殖到深海网箱的应用等。［4］“深海渔场”是未来发展方向，仅考虑南海海洋资源情况，水深45～100 m且适合开展深远海渔业养殖的海域面积约为60 000 km2，预估可形成3 600亿元人民币的渔业装备市场。

此外，印度、印度尼西亚、越南、孟加拉国、埃及、缅甸、泰国、菲律宾、巴西等国也都是渔业养殖大国，近十年来产量增幅尤为可观（埃及的产量增幅为111%，巴西为118%，孟加拉国122%，越南136%，印度尼西亚更是高达255%）。但是，这些国家主要是发展中国家，养殖的鱼类也普遍是低价鱼，上述这些最先进的“深海渔场”或许并不太适合他们，不过我们完全可以根据他们的需求，开发设计适应不同地区、不同鱼种的“深海渔场”（包括较浅水域、较小规模、精简体系的中低端产品），这也是一个不容小觑且前景看好的市场。

4 结 论

我国是世界主要造船大国，近年来一直在不断提升船舶与海洋工程装备的研发和制造技术，“深海渔场”虽是为海洋渔业养殖所打造的，但其未来市场潜力巨大，面对海工市场的持续低迷，我国的海洋工程设计院所和船厂大可将先进的设计理念和建造技术引入渔业装备设计建造中，借助我国“一带一路”之势，拓宽视野、转型升级，争取更广阔的市场，这也是我国海工领域技术在其他行业中的实力体现。

在研发和建造“深海渔场”的过程中，我们必然会面临一系列重大的技术创新和挑战，但这将成为我国船舶与海洋工程行业宝贵的技术资料和成功经验，从而进一步提升我国的综合实力。

［ 参考文献 ］

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

［2］ 陈柏松，闫雪，程波，等. 挪威三文鱼养殖业及其对我国的启示［J］. 中国渔业经济， 2016（34）： 19-25.

［3］ 王进. 深远海渔业养殖前景广渔业装备企业迎“利好”？［N］. 中国船舶报，2017-6-28（8）.

［4］ 魏友海.利用深海网箱养殖技术促进渔业可持续发展［J］.科学养鱼， 2013（1）： 13-15.