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封闭式养殖工船是具有自主航行功能的海上封闭式养殖系统，也是一种综合的海上渔业生产平台，其生产功能以深远海封闭式“船载舱养”为主体，兼具水产品初加工与储运功能。 中国大型封闭式养殖工船经历了30多年的探索研发，终于从梦想变成为现实，其具有封闭式养殖，环境可控，是高质量绿色养殖方式；游弋式养殖，可充分利用自然条件，是高效的生产模式；大型化发展，发挥规模经济效益，构建综合生产平台等技术特点。未来，围绕养殖工船将形成渔业航母船队，搭建深远海养殖全流程、全周期、全链条的养殖体系，实现海水养殖走向深蓝。
封闭式养殖工船主要技术特点 1、封闭式养殖，环境可控，是高质量绿色养殖方式 封闭式养殖工船是以“船载舱养”为主体，通过抽取下层优质海水在隔离的鱼舱中进行集约化养殖，单舱水体数千至数万立方米，相当于在海上建立了一座超大型的工厂化养殖车间。海上封闭式养殖系统根据是否具有自主航行能力，分为定置式养殖平台、移动式船型平台和游弋式养殖工船等。封闭式养殖系统具有养殖环境可控、集约化程度高、能抵御敌害生物侵害和养殖排污物可收集等特点，是绿色高效的养殖方式。 近些年来，挪威等国正在大力研发玻璃钢或钢材构筑的海上封闭式养殖系统，可以利用抽取下层海水来免受海虱病害的侵噬，正在成为大西洋鲑网箱养殖产业转型发展的新途径。从最新的研究与实践来看，其与开放式网箱养殖系统相比，取水口远离容易滋生病原体的表层海水，可以有效控制养殖病害发生。而且优质的水质和稳定的水温，可以提高了系统的集约化程度，养殖大西洋鲑的密度可以达到73kg/m3，是网箱养殖的3.75倍以上。 大型化的养殖舱有利于构建适合于鱼类生长所需的水流环境，促进鱼类保持有氧运动，以获得良好的生长效果和肌肉品质。封闭式养殖系统还可以实现粪便、残饲等固形物的收集，养殖排放减少60%~70%以上。隔离性设施化养殖还可以更有效地防止养殖对象的逃逸，以保护水域生态安全，更有利于构建高质量的工业化生产系统。 2、游弋式养殖，可充分利用自然条件，是高效的生产模式 封闭式养殖工船是具有游弋功能，规模化的封闭式养殖及综合生产平台，除具有封闭式养殖系统的基本特点之外，还可以游弋在更开放的远海，利用不同海域季节性水文条件，构建全程适宜、水质优良的水温环境，可主动躲避台风侵袭，达到高效安全生产的效果。中国沿海海域与挪威等国有很大差异，周年水温的温差较大，大陆架构造使30ｍ以深海域远离海岸，频繁的台风侵袭给海上生产带来巨大风险。 中国网箱养殖方式一旦走出内湾水域，就必须要面对“在哪养才安全？养什么鱼才合适？”的问题。养殖工船的自主航行能力，既能主动规避超强台风中心侵袭，又能确保人员、物质和养殖对象的安全，具备走向深水、远海的保障条件。例如：大黄鱼适宜生长的水温在22～28℃，利用工船养殖大黄鱼，冬季可以在东海南部附近海域，到夏季逐步转往黄海海域，全周期保持优良水质和适宜水温条件，就如同在海上建造了一座利用自然条件的可移动养鱼工厂，可全年开展全天候工业化养殖，构建大黄鱼“南鱼北养”模式。通过“国信１０１”中试试验船的生产试验证明，工船养殖方式不仅大大缩短了养殖周期，而且生产效率更高更有效。因此，采用同样方式，利用季节性及不同水层的水温条件，工船可以针对性暖水性、温水性和冷水性鱼类，构建出不同的深远海高效养殖生产模式。
3、大型化发展，发挥规模经济效益，构建综合生产平台 封闭式养殖工船经济性在于规模化和工业化，只有大型化的工船平台，才能形成规模经济效应，只有标准化的生产方式及其陆海联动的生产体系，才能保证生产规模的实现。大型化不仅保障了养殖对象的安全与高效生产，还需具备管理人员生活和生产物资存放的功能，与开放式网箱养殖设施相比，装备系统更为复杂，生产运行需要更多的能源成本。通过“国信１号”养殖工船、荷兰Ｉｎｎｏｆｉｓｋ概念船以及张光发等基于技术经济论证模型的研究结果，证明了养殖规模对投资运行成本的分摊非常重要。国信１号大型养殖工船，载重量１100000ｔ，养殖水体近80000ｍ３，养殖产能达到3000～5000t/年，等同于一个5000亩（333.33ｈｍ２）以上的池塘养殖场的鱼产量，相当于50栋以上占地2000ｍ２的工厂化循环水养殖车间，可以替代3000个以上的近岸“鱼排”。 封闭式养殖工船将引领海水养殖进入规模化、工业化、自动化、智能化的现代渔业阶段。基于大型养殖工船，还可以构建海上养殖产品即时加工、捕捞渔获物中继加工、生产物资补给配送等生产功能，以及海洋环境、生物资源等科考功能，成为大型综合渔业生产母船平台，对于人类开发海洋水域资源，变蓝色海洋为蓝色粮仓，实现海洋渔业从“以捕为主”向“以养为主”的深蓝渔业转变。 主要经验 1、采用工业化理念构建现代水产养殖新模式 封闭式养殖工船模式是一项新兴产业，是一个全新的生产模式，是当前推进渔业转型升级，培育新经济增长点的创新之举。传统水产养殖方式普遍缺乏标准化生产、系统化管理、现代化装备、资本化金融等工业元素，生产方式依然是传统的、粗放的，生产操作、养殖管理还是依靠人力与经验，存在着品质安全、资源消耗与环境影响等问题而被社会所诟病，养殖产品也不能因品质优劣而形成价格上的差异。因此，封闭式养殖工船从可行性研究之初，就坚持工业化理念，加强工业化的养殖工艺、操作规范、品质管理等技术体系研究，大力提升海上养殖装备的机械化、信息化、智能化水平，同时强化海上信息物流通道、陆基加工储运基地等打通深远海养殖全产业链各个关键节点的布局，全面构建“养⁃捕⁃加”一体化、“海⁃岛⁃陆”相联动的现代水产养殖新模式，并通过示范带动和产业政策引导，从而形成海上工业化深远海养殖生产群。 2、注重现代装备技术与水产养殖技术的深度融合 深远海水域生产条件特殊，需要以规模化、工业化生产为前提，构建全面的生产体系。这就需要充分发挥科技创新的引领作用，围绕“在哪养？养什么？怎样养？怎么实现盈利？”等科技问题和产业需求，注重现代装备技术与水产养殖技术的深度融合，一方面是要选育针对不同海域特点、不同养殖环境、满足市场需求的适养品种，加强船载舱养条件下鱼类行为机理研究，通过对养殖小环境的精准调控，实现可持续福利养殖。另一方面是要突破工程装备与养殖工艺耦合度较低的问题，研发针对性强、适用性好的精准智能投喂、自动起捕作业、连续生态捕捞、船载加工等技术装备，大力提升养殖工船的机械化、信息化和智能化水平。构建工业化全产业链生产模式，实现从“试验”到“示范”。下一步需要加大技术攻关力度，跨越性提升科技创新引领技术水平，技术保障产业可持续发展，解决好生产规模与成本效益问题，从而实现在深远海养殖领域领跑世界发展。 3、加强相关研究成果的专利战略布局 封闭式养殖工船的创制研发进程中，首创了“船载舱养”海上工业化养殖方式，突破了大型鱼舱水体交换与流场构建、船舶减振制荡技术与鱼舱结构、工业化养殖精准投喂与智能管控等关键技术，形成了多项自主知识产权。研发团队从立项之初就十分重视知识产权保护，进行了前期的专利战略布局。目前，围绕封闭式养殖工船及相关领域，在全球范围提交了72件专利申请，其中，在中国的专利申请量最多为69件，同时也在美国、挪威、澳大利亚等发达国家提交了专利申请。已经获得授权的专利43件，其中，发明专利21件，实用新型专利22件。正是在封闭式养殖工船的研发进程中，研究团队密切关注追踪相关领域的技术发展，注重掌握核心技术，努力提高自身专利质量，做好核心技术的专利布局规划和实施，从而实现了在全球深远海养殖领域处于技术领跑的发展态势。 结论 封闭式养殖工船作为一个具有探索性的新兴产业，近些年来得到快速发展，在取得一定经验的同时，依然存在不少的问题与挑战。因此，下一步需要可根据资源节约、环境友好、质量安全等绿色发展要求，按照拓展深远海海域工业化养殖的战略布局，通过跨学科、跨专业协同创新与自主研发，围绕封闭式养殖工船船体平台、智能化设施装备、船载舱养关键技术和模式等，突破总体性、关键性技术瓶颈，研发智能化核心装备技术，促进封闭式养殖工船健康可持续发展，走出一条具有中国特色的深远海养殖发展之路。 来源 |《渔业现代化》2022年10月 原题《封闭式养殖工船研发历程回顾》；参考文献略 |
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