深遠海養(yǎng)殖是指以大型養(yǎng)殖裝備為主體,以機械化、自動化、智能化裝備技術(shù)為支撐,在離大陸岸線10千米以外、低潮位水深不小于20米(重力式網(wǎng)箱水深不小于15米)海域進行的規(guī)模化、高效化水產(chǎn)養(yǎng)殖的方式。目前,中國普遍使用的深遠海養(yǎng)殖裝備主要包括重力式網(wǎng)箱、桁架類網(wǎng)箱、養(yǎng)殖工船三大類。

(一)重力式網(wǎng)箱:

海上魚類養(yǎng)殖最主要、最成熟的養(yǎng)殖方式
重力式網(wǎng)箱是以挪威高密度聚乙烯(HDPE)框架重力式網(wǎng)箱為基礎(chǔ),根據(jù)中國特定海況進行改造創(chuàng)新而生產(chǎn)。重力式網(wǎng)箱主要依靠浮力和重力的作用張緊網(wǎng)衣并保持一定形狀和容積(胡金鵬和張旋,2021),具有成本低、部署靈活等顯著優(yōu)勢,是中國海上魚類養(yǎng)殖的主要生產(chǎn)方式。目前,中國使用的重力式網(wǎng)箱主要包括圓形重力式網(wǎng)箱、方形重力式網(wǎng)箱、浮繩式網(wǎng)箱、金屬框架網(wǎng)箱、HDPE框架升降式網(wǎng)箱、金屬網(wǎng)衣網(wǎng)箱、聚酯石籠網(wǎng)(PET)網(wǎng)衣網(wǎng)箱、超高分子量聚乙烯網(wǎng)箱等類型(薛尊等,2024)。重力式網(wǎng)箱應用的核心矛盾在于低成本與高風險、低效率的權(quán)衡:一是HDPE材料多為柔性結(jié)構(gòu),在超強臺風或極端海況下容易出現(xiàn)錨鏈斷裂、網(wǎng)箱變形甚至沉沒等問題,使用壽命較短;二是養(yǎng)殖過程機械化程度不高,作業(yè)效率低;三是由于離岸相對較近,可養(yǎng)殖品種單一,產(chǎn)業(yè)體系不完善;四是多數(shù)地區(qū)缺乏針對重力式網(wǎng)箱的專項保險,臺風損失需養(yǎng)殖戶自行承擔,風險集中。

隨著網(wǎng)箱養(yǎng)殖不斷向離岸、深遠海發(fā)展,重力式網(wǎng)箱應從技術(shù)層面加強生態(tài)適應性設計,針對不同海域環(huán)境開發(fā)模塊化網(wǎng)箱,降低變形風險;同時注重智能化升級,通過數(shù)值仿真技術(shù)優(yōu)化網(wǎng)箱框架和網(wǎng)衣系統(tǒng),提升設備抗風浪能力,引入自動化投喂系統(tǒng)、遠程監(jiān)控設備等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),提高作業(yè)效率。同時,應聚焦中小型養(yǎng)殖戶下沉市場,發(fā)揮重力式網(wǎng)箱低成本、快速回收的優(yōu)勢,開發(fā)模塊化、易部署的輕量化產(chǎn)品,逐步向半開放海域拓展。此外,還應完善保險、專項補貼、海域規(guī)劃等政策支持,降低重力式網(wǎng)箱向深海拓展的制度性交易成本。

(二)桁架類網(wǎng)箱:

深遠海規(guī)模化和集約化養(yǎng)殖的主要裝備
桁架類網(wǎng)箱通常由鋼結(jié)構(gòu)桁架、網(wǎng)衣系統(tǒng)、系泊系統(tǒng)和管理平臺等組成,主要分為全潛式、半潛式、浮式、座底式、漁旅融合式等類型(鮑旭騰等,2022)。桁架類網(wǎng)箱是新興深遠海養(yǎng)殖模式,與重力式網(wǎng)箱相比,桁架類網(wǎng)箱鋼結(jié)構(gòu)特征能夠支撐網(wǎng)箱不受水流擠壓變形,養(yǎng)殖水體在數(shù)萬立方米以上,在短期內(nèi)具有海上生產(chǎn)自持力,可設置在更遠、更深的水域,抵御惡劣海況侵襲能力更強。桁架類網(wǎng)箱的產(chǎn)業(yè)化應用主要存在如下問題:一是裝備技術(shù)不夠成熟,大部分桁架類網(wǎng)箱布局于周圍有海島、岬角部分遮擋的海域,或離岸海島周邊海域,“深而不遠”現(xiàn)象普遍;二是結(jié)構(gòu)設計標準化程度較低,設計理論、規(guī)則尚未建立,存在安全性風險;三是相對重力式網(wǎng)箱而言,桁架類網(wǎng)箱的造價較高,回收期較長(徐皓,2024)。

目前我國桁架類網(wǎng)箱市場處于探索階段,未來需要進一步加強抗風浪結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,構(gòu)建高效智能化系統(tǒng)集成,提高深遠海極端環(huán)境下的穩(wěn)定性,降低人力成本并提升養(yǎng)殖效率。在市場層面推廣“近岸育苗+深遠海養(yǎng)殖”的陸海接力梯次養(yǎng)殖模式,提升單位水體經(jīng)濟效益,探索“國企主導+民企協(xié)同”合作機制,加強高端裝備智能化系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。此外,政府還要做好融資保障和金融服務,鼓勵民間資本通過政府和社會資本合作參與深遠海網(wǎng)箱建設。

(三)養(yǎng)殖工船:

海洋工程裝備與工業(yè)化養(yǎng)殖技術(shù)融合創(chuàng)新
的重要載體
養(yǎng)殖工船是建立在船舶平臺上的養(yǎng)殖系統(tǒng),主要由養(yǎng)殖艙、加工車間、物資倉庫、動力系統(tǒng)、航行與管控系統(tǒng)、系泊系統(tǒng)、人員居住等功能構(gòu)成,自持力在90天以上。養(yǎng)殖工船突破了傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式的地理限制,可在適溫的水域邊生產(chǎn)、邊航行,能夠主動躲避臺風、赤潮等危害性海況影響,大幅提高魚類生長效率和系統(tǒng)安全性。中國現(xiàn)有的養(yǎng)殖工船主要分為封閉型大型養(yǎng)殖工船和通海型養(yǎng)殖工船兩類。養(yǎng)殖工船能夠?qū)⒑Q蠊こ淘O施裝備與工業(yè)化養(yǎng)殖、海洋空間資源開發(fā)相結(jié)合,具有安全、高效、環(huán)保的特點,是中國海水魚類養(yǎng)殖走向深遠海的重要發(fā)展方向(黃文超和趙新穎,2024)。但是在實際應用中仍面臨一些突出問題:一是建設與運營成本極高,單艘養(yǎng)殖工船造價通常達數(shù)億元,燃料與電力等能耗成本占運營總成本超40%;二是技術(shù)復雜度高,封閉環(huán)境易加速病害傳播,引發(fā)生物安全風險,維修成本高昂且周期長;三是產(chǎn)業(yè)化推廣面臨較多阻礙,苗種批次質(zhì)量波動,生長差異大、攜帶病害、性腺提前發(fā)育等問題突出,出品率不高;四是政策與產(chǎn)業(yè)協(xié)同存在瓶頸,主要表現(xiàn)為工船移動特性導致跨省份海域管轄權(quán)不明確、針對養(yǎng)殖工船的專項保險缺乏等。

養(yǎng)殖工船正加速向深遠海空間資源開發(fā)與集約化養(yǎng)殖、智能化養(yǎng)殖系統(tǒng)集成應用、環(huán)境友好型生產(chǎn)體系構(gòu)建,以及全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新模式等方向迭代升級,未來養(yǎng)殖工船制造企業(yè)應圍繞船舶設計與建造、漁業(yè)養(yǎng)殖信息化建設和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),推動標準化設計,打造模塊化的養(yǎng)殖工船,擴大生產(chǎn)規(guī)模降低生產(chǎn)成本。在市場層面,通過打造高端品牌矩陣、開發(fā)貝藻復合養(yǎng)殖碳匯交易、擴大文旅融合等途徑,向上下游產(chǎn)業(yè)補鏈延鏈強鏈,增加產(chǎn)品附加值。在政策層面,建立國企民企供應鏈利益共享機制,激發(fā)市場主體投資活力,同時,積極參與養(yǎng)殖工船國際標準制定,爭取極地、公海養(yǎng)殖規(guī)則話語權(quán)。

綜上所述,深遠海養(yǎng)殖裝備產(chǎn)業(yè)處于產(chǎn)業(yè)生命周期的培育階段,產(chǎn)品研發(fā)和制造需要融合海洋工程、材料科學、自動化控制等多學科知識,具有顯著的高技術(shù)含量和高資本投入特征,會面臨技術(shù)突破、市場培育、政策監(jiān)管和組織調(diào)整等多重挑戰(zhàn)。未來深遠海養(yǎng)殖裝備的發(fā)展需要以智能化技術(shù)突破為核心,以提高產(chǎn)品附加值和降低生產(chǎn)成本為導向,以完善的政策體系為支撐,提高重力式網(wǎng)箱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與規(guī)模化水平,加強桁架類網(wǎng)箱的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與功能集成,推動養(yǎng)殖工船的產(chǎn)業(yè)鏈整合與移動養(yǎng)殖模式升級,形成梯度互補的深遠海養(yǎng)殖裝備發(fā)展格局,推動我國海洋漁業(yè)從近海養(yǎng)殖向“藍色糧倉”轉(zhuǎn)型。