「深海漁場」的應用前景

隨著社會經濟的不斷發展和人民生活水平的不斷提高，內河以及近海養殖的水產品已經無法完全滿足人們對高品質水產的需求，尤其近年來時常見諸報端的發生在內河及沿海的水體污染事件，更增加了人們對水產品安全問題的擔憂。而三文魚等深海魚受污染少，其營養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，可促進大腦發育，強化和改善視力，降低膽固醇、調節血脂、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，內河及近海養殖也會因殘餌、糞便和藥物的積存而影響水質，從而造成一定的環境問題，而反之又進一步危害到水產養殖，由此形成惡性循環。所以，面對擴大養殖容量、降低養殖風險、提升魚類品質這樣的複合需求，水產養殖業走向深海已成為必然趨勢。

一、全球漁業經濟

2014年全球漁業生產總量為1.67億t，其中養殖和捕撈產量分別佔44%和56%，而前15位漁業養殖大國的養殖量又佔據全球總養殖量的93%。值得一提的是，挪威和智利的產值產量比尤為高（見圖1），主要源於兩國大規模養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模養殖三文魚，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緻的科學研究，已形成一套利用先進技術與裝備配套大規模養殖的方式，大大提高了生產效率。

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12014年全球前15位漁業養殖大國的產量和產值

表1 2014年挪威和智利主要養殖品種的產量和產值

二、「深海漁場」養殖

⒈「深海漁場」養殖裝備介紹

所謂「深海漁場」，就是一種利用先進技術、設備配套大規模養殖方式所採用的現代化養殖裝備。挪威在這方面的研發成果尤為突出，技術、設備一代代更新，目前最新養殖裝備有「海洋漁場1號」、「Hex Box養殖網箱」以及「深海養殖工船」等（參見下頁圖2～圖4）。

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2海洋漁場1號

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3Hex Box養殖網箱

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4深海養殖工船

「海洋漁場1號」總高69m，直徑110m，空船質量7700t，整體容量超過25萬m3、可一次性養殖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100～300m水深區域進行三文魚養殖，還可抵抗12級颱風，使用年限25年。漁場中16張特製漁網的骨材可提供10t預張緊力，能抵禦鯊魚的撞擊；配備的各類感測器達2萬餘個、監控設備100餘個、生物光源100餘個，可將複雜的養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，還有一個旋轉門系統，是自動化、智能化的末端「執行」裝置，承載著漁網清潔、活魚自動驅趕和捕捉、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，並且在建造過程中，這個直徑110m、重達數百噸的門型框架，能以中央立柱為中心，在周長超過300m的平面軌道上以毫米級精度運轉自如，也是創造了多項業內記錄。

囊括了智能養殖系統、自動化保障系統和高端運營管理系統的「海洋漁場1號」是目前規模最大的首座深海半潛式智能養殖漁場，融合了世界先進養殖技術、現代化環保養殖理念和世界頂級海洋工程裝備製造能力，由中船重工武船集團總承包，已於2017年5月竣工，6月14日從青島出發，一個月後抵達挪威投入使用。

與之相類似「Hex Box養殖網箱」總高35.5m，直徑90m，空船質量5400t，養殖魚量200萬條，適用水深100～200m。「Hex Box養殖網箱」考慮了成本、質量、可操作性和靈活性，基於混合動力解決方案和綠色能源生產，實現了最佳的功率功效，並通過高科技監控和大數據採樣分析來優化生產和減少病害的可能性，以提高魚類品質。同時，其還充分考慮惡劣環境下操控人員的安全性問題，將這一點也融入到設計和運營中。「Hex Box養殖網箱」於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驗的基礎上，積極探索新的發展方向，向海洋漁業裝備等方面拓展業務，進軍「深海漁場」裝備市場的一個實例。

挪威NSK船舶設計公司設計的「深海養殖工船」，其外形與上述兩個平台不太一樣，更像是一艘船，但實質上也是網箱結構。「深海養殖工船」是一個長430m、寬54m的鋼架結構，可沿船長方向安裝6個60m長、50m寬、60m深的養殖網箱，可養殖200萬條三文魚。幼魚通過管道從活魚運輸船輸送到「深海養殖工船」，另外飼料運輸船將散裝飼料通過管道輸送到養殖工船的伺料艙，餵養時飼料通過每個養殖網箱上的旋轉噴頭均勻噴洒到養殖池中，最後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。養殖工船上設置走廊，還有各種自動化機械，協助工人檢查和操作。

⒉「深海漁場」養殖的優越性

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

⑴「深海漁場」可使漁業養殖擺脫近海峽灣等地域限制，將養殖區域從相對較為封閉的近海向開放性的深遠海發展，拓展了養殖海域。

⑵相比受限於近海水深的傳統養殖網箱，「深海漁場」的網箱深度更深，因此對於相同直徑的網箱，「深海漁場」的容積要大得多，可以降低養殖密度，使魚類更好、更快地生長。

⑶大規模的水產養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，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化、產生污染，從而導致魚類發病、死亡，甚至波及周邊野生魚群。「海洋漁場1號」、「Hex Box養殖網箱」和「深海養殖工船」的網箱深度均達到幾十米，這就有利於海水在養殖魚群之間自由流動，再加上智能設備的監測維護，會儘可能減少污染物的沉積，從而減輕近海的環境壓力。

⑷隨著現代化工業、農業生產的迅猛發展，沿海地區人口的增多，大量工農業廢水和生活污水排入海洋，其中有相當一部分可能未經處理就直接排放，必然導致水體污染程度日趨嚴重。同時，由於漁業養殖業的擴大，近海養殖自身也產生污染。加上全球氣候變化、海運業發展導致外來有害物種引入等原因，使近海環境不斷惡化，赤潮等頻繁發生，嚴重影響漁業生產。相比之下，深海養殖的水質環境好，危害水產養殖品種的疾病也會減少，既能降低養殖風險，又能提高魚類品質。

⑸病害問題也是漁業養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、進食系統、營養均衡系統、生物調光系統、送氧系統、除虱系統、魚群實時監控系統、自動捕魚系統、死魚收集系統、漁網自清潔系統、水文監測系統在內的智能養殖系統，通過科學計算、實時監測、規範管理，可大大降低和控制病害的發生和蔓延，大幅提高養殖產量。

⑹「深海漁場」的自適應升降系統、網箱材料的升級，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箱破損、養殖魚群出逃事故的發生率，提高了「深海漁場」的生存和適應能力，相比近海網箱養殖抵禦自然災害和突髮狀況的能力明顯增強，適應海域更廣。

⑺現代化的「深海漁場」其科技含量高，結合各種高新技術，採用新型材料，配備大量自動化輔助設備，大大增強了養殖監控和運營管理能力，雖然造價不菲，但改變了傳統的勞動密集型生產方式，大幅降低了人員成本，提高了生產效率。

三、「深海漁場」的國內外應用前景

「深海漁場」的優勢十分顯著，但考慮到其設備成本高昂，所以目前僅用於大規模水產養殖企業養殖高附加值、高品質魚類，比如挪威、智利等大型三文魚養殖工廠；此外，由於「深海漁場」智能化程度非常高，所以，對於人力成本昂貴的歐美國家也很適用。據了解，僅挪威一國市場在未來幾年內就至少需要100套，北歐及北美海域共需要500套，合計約300億美元。

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

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5全球三文魚、鱒魚產量

由此可見，受自然生態環境所限，野生魚群的產量基本保持平衡，所以捕撈量變化不大。但近年來養殖量增幅明顯，6年間養殖產量增加了50%，相信隨著未來需求量的增長，養殖產量還將繼續增長。中國目前也在不斷嘗試三文魚養殖，以達到一定的自給率。2017年7月2日，中國第一艘養殖工船「魯嵐漁養61699」號從日照啟航，前往黃海冷水團用於三文魚養殖（參見圖6）。

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6「魯嵐漁養61699」號

該船總長86m、型寬18m、型深5.2m、吃水3.8m、定員22人、續航能力90天、滿載排水量4832.32t、養魚水艙14個共2000m3。此船最大的特點是可抽取海面下45m的低溫海水。在中國，夏天海面表層的溫度太高，冷水魚類不能養殖，通過養殖工船循環抽取低溫海水，就可以低成本進行高品質冷水魚類的養殖。

「魯嵐漁養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、艙養水質環境監控、養殖魚類行為監測、看護周圍養殖網箱、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」，其養殖艙並非深海養殖網箱，而是受限於船體大小的船艙，且智能化程度也存在一定差距。鑒於此船是溫帶海域規模化養殖鮭鱒魚類的首次嘗試，一旦嘗試成功，面對大批量的生產需求，也少不了「深海漁場」這樣的現代化養殖裝備，所以其大有用武之地。

除此之外，中國是漁業養殖超級大國，與養殖相關的各類研究也一直在進行，包括從近海網箱養殖到深海網箱的應用等。「深海漁場」是未來發展方向，僅考慮南海海洋資源情況，水深45～100m且適合開展深遠海漁業養殖的海域面積約為60000 km2，預估可形成3600億元人民幣的漁業裝備市場。

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養殖大國，近十年來產量增幅尤為可觀（埃及的產量增幅為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，這些國家主要是發展中國家，養殖的魚類也普遍是低價魚，上述這些最先進的「深海漁場」或許並不太適合他們，不過我們完全可以根據他們的需求，開發設計適應不同地區、不同魚種的「深海漁場」（包括較淺水域、較小規模、精簡體系的中低端產品），這也是一個不容小覷且前景看好的市場。

四、結論

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和製造技術，「深海漁場」雖是為海洋漁業養殖所打造的，但其未來市場潛力巨大，面對海工市場的持續低迷，我國的海洋工程設計院所和船廠大可將先進的設計理念和建造技術引入漁業裝備設計建造中，藉助我國「一帶一路」之勢，拓寬視野、轉型升級，爭取更廣闊的市場，這也是我國海工領域技術在其他行業中的實力體現。

在研發和建造「深海漁場」的過程中，我們必然會面臨一系列重大的技術創新和挑戰，但這將成為我國船舶與海洋工程行業寶貴的技術資料和成功經驗，從而進一步提升我國的綜合實力。

【作者簡介】文/何皛磊 張海文，來自中航國際船舶發展（中國）有限公司和上海外高橋造船海洋工程設計有限公司。第一作者何皛磊，1985年出生，女，碩士，工程師，研究方向為船舶與海洋工程設計與製造；作者張海文，1983年出生，男，本科，工程師，從事船舶與海洋工程設計與製造研究。文章來自《船舶》（2018年第2期），參考文獻略，用於學習與交流，版權歸作者與出版社共同擁有。

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