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        船舶工業(yè)與深遠(yuǎn)海漁業(yè)融合新質(zhì)生產(chǎn)力驅(qū)動下的藍色糧倉革命

        2025-07-28 00:00:00吳興武陳偉
        廣東造船 2025年3期
        關(guān)鍵詞:水體船舶養(yǎng)殖

        副總工程師高級工程師

        1海洋強國戰(zhàn)略與糧食安全雙輪驅(qū)動

        近年來,《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步深化農(nóng)村改革扎實推進鄉(xiāng)村全面振興的意見》多次明確“建設(shè)現(xiàn)代海洋牧場,發(fā)展深水網(wǎng)箱、養(yǎng)殖工船等深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖”的工作部署,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等8部門2023年聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推進深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖發(fā)展的意見》,為當(dāng)前和今后一段時期規(guī)范和支持深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖發(fā)展提供了政策依據(jù)。

        海洋漁業(yè)是海洋經(jīng)濟的重要組成部分,也是現(xiàn)代漁業(yè)落實大食物觀戰(zhàn)略思想,拓展保障供給的戰(zhàn)略性新空間,傳統(tǒng)漁業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型升級、深遠(yuǎn)海藍色糧倉拓展是海洋漁業(yè)必然的發(fā)展路徑。

        我國海洋強國戰(zhàn)略與糧食安全戰(zhàn)略的深度融合,催生了深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖的迫切需求。然而,近海養(yǎng)殖空間飽和,沿岸水域開發(fā)強度不斷增大,近海養(yǎng)殖已近環(huán)境承載力的上限,面向更深更遠(yuǎn)水域的深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖成為增長熱點,是漁業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型的主要突破方向。

        2016-2023年我國深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)量及占海水養(yǎng)殖比重資料來源:《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒(2017-2024)》,深企投產(chǎn)業(yè)研究院整理。

        2船舶工業(yè)與深遠(yuǎn)海漁業(yè)融合,引擎新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展

        隨著船舶海洋工程技術(shù)的高速發(fā)展和海洋漁業(yè)的一大批智能深海養(yǎng)殖裝備相繼問世。截至自前,全國已建成超過300個海洋牧場,其中國家級示范區(qū)達169個,用海面積超過3000平方公里;沿海各地已建成重力式網(wǎng)箱2萬余口、桁架類網(wǎng)箱40個、養(yǎng)殖工船4艘。我國深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖水體近4400萬立方米,產(chǎn)量達40萬噸,取得了顯著進展。

        最具代表性大型封閉式、集“養(yǎng)-捕-加”一體化的養(yǎng)殖工船“蘇贛漁養(yǎng)00001”,由承建,于2025年5月30日成功交付,其養(yǎng)殖水體8.3萬立方米,排水量13.2萬噸,主要養(yǎng)殖大黃魚和石斑魚(根據(jù)船東需求后續(xù)將進行改造養(yǎng)殖三文魚),年養(yǎng)殖量3700噸,具有游弋式生產(chǎn)特性,面對臺風(fēng)、赤潮等不利環(huán)境,可憑借自身強大的航行能力,迅速轉(zhuǎn)移到安全海域,從而大大提高養(yǎng)殖的安全性和穩(wěn)定性。

        深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖工船“蘇贛漁養(yǎng)00001”(蘇海1號)

        3船舶工程技術(shù)賦能深海養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)化升級

        海上可移動養(yǎng)殖工船作為全新的養(yǎng)殖載體,能夠?qū)崿F(xiàn)自由游弋養(yǎng)殖,適應(yīng)南北接力養(yǎng)殖的需要,現(xiàn)代化的船舶海洋工程技術(shù)與工業(yè)化養(yǎng)殖相融合,實現(xiàn)海洋養(yǎng)殖業(yè)綠色、持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展。

        (1)聚焦船舶技術(shù)破解深海智能集養(yǎng)的難題

        第一,船艙封閉式集養(yǎng),優(yōu)先要滿足養(yǎng)殖五要素:水、氧、料、光、污,為養(yǎng)殖魚種構(gòu)建良好的基礎(chǔ)環(huán)境。

        通常采用高效養(yǎng)殖海水泵從舷外吸入新鮮海水,配置增氧系統(tǒng)與海水高效溶氧,同時利用八邊形艙體結(jié)構(gòu),構(gòu)建四個注水艙,基于仿真計算,在各個注水艙壁上,布置一定角度、若干數(shù)量的注水管路,當(dāng)養(yǎng)殖海水泵向養(yǎng)殖注水艙注水時,注水管路即可以一定壓力向養(yǎng)殖水艙注水,促使養(yǎng)殖水艙內(nèi)水體形成環(huán)形動態(tài)流場,滿足魚類逐水習(xí)性。通過調(diào)節(jié)進水壓力,滿足不同魚種、不同生長階段對水流速度的需求。

        封閉式養(yǎng)殖工船養(yǎng)殖水艙水體交換

        在養(yǎng)殖艙水體漩渦底部,設(shè)置通往舷側(cè)的溢流排水管道和集污處理系統(tǒng),實現(xiàn)水體的進溢平衡。同時,動態(tài)流場的漩渦以及在地轉(zhuǎn)偏向力作用下,促使養(yǎng)殖水體中飼料殘渣和魚污自然吸聚、沉集。日常維護時,根據(jù)實際需要,采用艙壁清洗機器人進行艙體清潔,開啟魚污處理系統(tǒng)進行無害化處理和收存,保護養(yǎng)殖海域生態(tài)環(huán)境。

        配置集中式自動化投飼系統(tǒng),從飼料倉儲管理、運送、吊裝、拆包、送料和投喂,全流程可采用自動化控制。結(jié)合水下檢測系統(tǒng)及智能集控系統(tǒng),從魚苗計量投放開始,覆蓋日常投喂、檢測、記錄分析數(shù)據(jù),構(gòu)建智能化投喂決策工藝流程。

        封閉式集養(yǎng)的養(yǎng)殖光照系統(tǒng)采用水上和水下LED節(jié)能光照燈具,白、藍、綠三色光源,可通過智能光照調(diào)控單元實現(xiàn) .0%~100% 調(diào)光,滿足不同的魚種,在不同生長階段,對光照的需求,促進其運動、進食和體色形態(tài)美容的需求。

        第二,封閉式艙養(yǎng)還需解決水體噪音和高溶氧海水腐蝕的難題。

        基于有限元FEM計算分析,采用船舶機械設(shè)備噪聲源設(shè)備隔振減噪、船舶主體艙型結(jié)構(gòu)的物理隔離、以及八邊形水體艙型設(shè)計等多重減搖抑蕩降噪技術(shù),確保魚種健康成長所需的良好低噪水體環(huán)境。

        水體噪聲計算模型及計算分析

        合理采用無毒環(huán)氧涂層、犧牲陽極、外加電流陰極保護(ICCP)以及高分子材料等,多維度防腐措施構(gòu)建養(yǎng)殖艙壁和海水管道系統(tǒng)等船舶硬件的防腐墻,為魚體健康和食品安全提供源頭保障。

        第三,大型養(yǎng)殖工船的建造,物量大、周期長。

        以“蘇贛漁養(yǎng)”為例,船舶總長249.8米,型寬45米,型深22米,船體結(jié)構(gòu)凈鋼量達到19750噸,分段數(shù)量268個;管材物量約850噸,管子數(shù)量2萬多根;電纜物量約 330km ,監(jiān)測系統(tǒng)接口1036個;裝件物量1000多噸,大小機電設(shè)備3000多套。龐大的離散型船舶構(gòu)件的裝配與系統(tǒng)集成,是船舶建造的難點,其建造周期多達28個月。

        基于高效建造需求,采用等似艙段的模塊化設(shè)計、曬裝工序的合理前移、基于MBD模型的精度控制、一體化物資物流管理協(xié)同,以及機器人自動化焊接和涂裝等船舶建造技術(shù),是保障和實現(xiàn)船舶高效設(shè)計和建造的必要措施。

        (2)船舶集控系統(tǒng)與養(yǎng)殖管理的融合催生“數(shù)字漁場

        基于船舶集控系統(tǒng)與養(yǎng)殖管理工藝的深度融合,在數(shù)智技術(shù)的加持下,智能養(yǎng)殖集控系統(tǒng)應(yīng)運而生。系統(tǒng)是集安全管理、生產(chǎn)管理和設(shè)備管理等多業(yè)務(wù)的綜合管控平臺。

        基于養(yǎng)殖生產(chǎn)要素,對水體調(diào)控、水體增氧(含應(yīng)急增氧)、養(yǎng)殖投飼(飼料倉儲)、養(yǎng)殖光照、魚群健康、魚污處理以及魚苗入艙、成魚起捕、活魚出艙、加工冷藏等“養(yǎng)-捕-加”全生產(chǎn)任務(wù)等數(shù)據(jù)信息采集、監(jiān)控和管理,提高養(yǎng)殖生產(chǎn)效率及風(fēng)險防范能力。不僅實現(xiàn)對船舶安全管理、海洋水文環(huán)境監(jiān)測、養(yǎng)殖安全管理、養(yǎng)殖魚類體征及健康管理、養(yǎng)殖設(shè)備運維管理,以及輔助人工決策,而且通過船岸一體化系統(tǒng),實現(xiàn)船載加工數(shù)據(jù)管理、岸基訂單式生鮮銷售數(shù)據(jù)管理以及無人機配送新型物流管理。

        智能養(yǎng)殖集控系統(tǒng)船載設(shè)備管理層

        通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù),將繼續(xù)優(yōu)化對水質(zhì)、水溫、溶氧量等關(guān)鍵指標(biāo)的實時監(jiān)控,優(yōu)化投喂和管理策略,提高養(yǎng)殖效率和產(chǎn)品品質(zhì)。例如,智能投喂系統(tǒng)根據(jù)魚類的生長狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)自動調(diào)整投喂量,減少飼料浪費;無人機和水下機器人用于監(jiān)測養(yǎng)殖環(huán)境和病害情況,提高管理效率。未來,隨著5G技術(shù)的普及和智能設(shè)備的成本下降,智能化養(yǎng)殖將逐步從大型企業(yè)向中小型養(yǎng)殖戶推廣,推動行業(yè)整體效率的提升,孕育催生“數(shù)字漁場”的問世。

        4“船-漁”融合,探索國際海洋牧場生態(tài) 圈

        當(dāng)下,“船-漁”技術(shù)融合發(fā)展已踏上征途,但還存諸多挑戰(zhàn)和制約。比如抗極端海況的船型開發(fā)、多元特色的漁蔬共牧和苗種培育、船岸間高效快捷的低空經(jīng)濟物流運輸、海上可再生能源(風(fēng)能、太陽能、潮汐能)的自給利用、國際水域的養(yǎng)殖排污管理、養(yǎng)殖活體的跨境運輸和銷售等技術(shù)和規(guī)則的重塑,是探索國際海洋牧場生態(tài)圈發(fā)展之路。

        5船舶工業(yè)的藍色使命

        深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖不僅是漁業(yè)生產(chǎn)的空間轉(zhuǎn)移,更是人類蛋白質(zhì)供給模式的革命性變革。中國船舶工業(yè)憑借“蘇贛漁養(yǎng)00001”等自主創(chuàng)新成果,已在全球競爭中占據(jù)先機。未來,通過技術(shù)-產(chǎn)業(yè)-生態(tài)的協(xié)同創(chuàng)新,船舶技術(shù)驅(qū)動的“移動牧場”有望重構(gòu)全球漁業(yè)版圖,為糧食安全與海洋強國建設(shè)提供“中國方案”。

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