我国海水网箱行业现状及未来发展方向

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我国海水网箱行业现状及未来发展方向

我国海水网箱行业现状及未来发展方向

_程士奇

近年来,由于过度捕捞和环境污染的影响,近海渔业资源衰退已成为全球性问题,而扩大深水和深水养殖已成为必然趋势,养殖空间逐渐缩小。从近岸转移到深海[6-9]。 海水网箱网箱是我国主要的海水养殖方式之一。 据统计,截至2020年底,全国海水养殖面积703.61万hm 2 。 其中,普通网箱养殖面积1975.94万平方米,深水网箱养殖面积3821.39万平方米。 全国海水养殖面积较2019年增长97.40%。全国海水养殖鱼类总产量2135.31万吨,其中海水网箱养殖产量85.82万吨,占全国水产养殖产量的4.02%。 海水网箱养殖逐渐成为我国海水鱼类养殖的主体。 20世纪80年代以来,我国海水网箱养殖经历了长足发展,无论是养殖面积还是养殖产量,海水网箱养殖逐年增长。 除河北、天津、上海外,我国沿海各省市均有海水网箱养殖。 海水网箱养殖正逐步从传统的小型网箱养殖向近海深水网箱养殖和大型深海网箱养殖发展。 截至目前,我国已有国家级海洋牧场示范区136个。 海水网箱快速发展的同时,也面临着一系列问题。 例如,海洋生态环境问题日趋严重,海水网箱养殖本身污染导致养殖疾病频发,“断网逃鱼”现象时有发生,养殖网衣也出现问题。污染严重,网箱等水产养殖设备和材料与挪威等水产养殖发达国家相比还有一定差距。

我国海水网箱的发展过程中,经历了普通网箱、深水网箱和深海网箱三个阶段。 本文综述了普通网箱、深水网箱和深海网箱的发展现状和研究进展,旨在缓解我国近海环境压力,拓展蓝色经济发展空间,为绿色发展提供参考。中国网箱养殖。

1 普通网箱的发展现状

普通网箱又称传统近岸网箱,是指在靠近海岸、岛屿附近或内湾设立的中小型网箱,水深在15m以内。 网箱养殖起源于19世纪末的柬埔寨。 20世纪60年代,挪威成功地利用网箱在海水中试验鲑鱼养殖。 随后,网箱养殖在日本、美国、丹麦等国迅速发展。 美国在发展海水网箱养殖方面较为积极。 依托普吉特海湾,建立海水网箱养殖基地,设置浮式网箱,年产三文鱼61.4吨以上。 此外,俄罗斯、瑞典、加拿大、英国等一些国家正在逐步开展海水网箱养殖。 1980年,日本研制出具有升降功能的超大型深海网箱养殖系统,成功用于蓝鳍金枪鱼试养; 瑞典研制成功深水牧养海网箱; 异形网箱和球形网箱等。随着技术的发展,国外网箱养殖正朝着增大网箱水体、提高网箱抵御风浪的能力、加快网箱绳网新材料的研发和应用、向深水网箱、深海网箱发展迈进。 研发和应用开发。

普通网箱养殖具有集约化、高密度的特点。 但长期高密度养殖也带来了沿海地区超负荷开发、渔业资源衰退、网箱染色严重、水体交换能力差、海域面积大等一系列问题。 养殖环境日益恶化、养殖病害疫情频繁发生等,单位养殖产量明显低于国际水平,严重制约了我国近海渔业资源的绿色可持续发展。 2000年8月,福建宁德发生多起鱼类死亡事件。 郑勤华等人研究发现,鱼的死亡是由于网箱布局不合理、网衣沾污严重、换网衣间隔时间长等造成缺氧所致; 2003年 2008年3月,舟山市网箱越冬鲈鱼爆发疫情。 4月初,鱼类死亡率超过80%。 李大海等人分析发现,网箱养殖密度过高,导致鲈鱼感染细菌,暴发疫情。

为了解决传统木渔排等普通网箱存在的上述问题,中国水产科学院东海水产研究所石建高研究员起草了水产行业标准SC/T 4017《鱼排通用技术要求》。 “塑料渔排”推广使用标准化、规范化而环保的塑料渔排替代传统木质渔排,这在一定程度上为传统木质渔排的改造提供了标准。 普通网箱抗风浪能力较差,只能集中在一些避风较好的内湾、潜水海域或港口。 一旦遭受台风等强风巨浪袭击,就会造成重大损失。 2018年,台风玛丽亚登陆福建宁德,摧毁7万多个传统木制渔排,直接造成6亿损失。 此外,随着近年来我国各海域休渔期的延长,为实现近海渔业资源绿色、健康、可持续发展,近海深水水养殖必然成为海水养殖的发展趋势。 。 因此,深水网箱和深海网箱的开发应用尤为关键。

2 深水网箱发展现状

2.1 深水网箱概述

深水网箱也称为近海网箱。 设置在水深15m以上的公海和半公海区域。 它们比普通网箱区域更深、更远。 挪威自1860年代起就致力于网箱养殖研究,目前拥有5000多个HDPE网箱; 美国随后研制出锚拉式刚性网箱、遥控养殖网箱和碟形网箱; 日本1980年研制出具有升降功能的超大型深水网箱; 瑞典开发了深水动物笼。 国外先进的深水网箱养殖技术主要致力于增加网箱养殖面积,增强网箱抵御风浪的能力,加强网箱框架、绳网新材料的研发和应用,并注重配套设施深水网箱养殖设备。

2.2 浮笼

浮式网箱在深水网箱中所占比例最大。 浮笼的框架浮在水面上。 我国最常用的浮式网箱是HDPE框架深水网箱。 HDPE框架深水网箱主要包括几部分:框架系统、网衣系统、锚固系统和配重系统。 网箱依靠网衣下方的配重系统或网张紧框架对网衣进行张紧,以维持所需的养殖水体结构如图1所示。HDPE框架深水网箱的框架材料为HDPE管。 HDPE框架深水网箱结构简单,质优价廉,能承受强风浪的冲击。 目前它们的应用范围很广,例如美国、挪威、澳大利亚等国家。 这种类型的网箱目前广泛用于海水养殖。 但此类笼为了维持养殖量而增加了配重系统的重量,很容易造成网衣的损坏,因此其使用受到流量的限制。

图1 HDPE框架深水网箱实景图

2.3 浮绳笼

浮式绳笼的柔性框架由浮绳和浮标组装而成,最初发明于日本,现已遍布世界各地。 浮式绳笼由柔性框架、笼网、浮体和锚固系统组成。 由于其结构灵活,网箱在风浪的作用下可以随水流漂移,从而缓冲强风浪带来的冲击(见图2)。 为了防止海水淹没网箱边缘而导致鱼类逃逸,此类网箱有时还设有逃生网。 浮式绳笼有时可以通过木板等固定物将多个相同规格的网箱连接起来,形成网箱簇,并用浮子缠绕在簇的最外边缘,以提供足够的浮力。 浮绳笼制作简单、成本低、饲养方便。 但遇到大风大浪时,网箱网很容易变形,造成鱼类伤亡。 因此,浮式绳笼一般用于风浪较大的地方。 海域面积较小。 中国水产科学院东海水产研究所石建高研究员课题组与三沙明治渔业开发有限公司等单位合作,开发了用于金枪鱼临时养殖的浮式绳网箱,并已成功实施了海上金枪鱼漂浮绳笼捕捞。 苗木临时栽培的工业化应用。

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图2 漂浮绳笼实景图

2.4 金属框架保持架

金属框架网箱的主体框架由金属材料制成,其基本结构是金属框架、箱网、浮标和锚固系统。 金属笼的上框一般设有盖网(见图3)。 这类笼除采用金属框架结构外,有时还采用锌铝合金网或铜锌合金网等金属网作为笼体网,使整体箱体具有一定的刚性,能承受更大的风浪。 影响。 金属保持架锚固时,可将多个金属保持架组合定位,形成一个整体,并且可将多个金属保持架连接在一起,使此类保持架体积大、稳定、成本低。 人们可以根据生产需要增减笼子,随意解开一组金属笼子的连接绳,操作简单方便。 大连天正实业有限公司、三沙美吉渔业发展有限公司、中国水产科学院东海水产研究所等单位开展了金属框架网箱的研发和应用。 石建高起草了SC/T 4067-2017《浮动金属框架笼通用技术要求》行业标准,上述工作推动了金属框架笼行业的技术升级。

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图3 金属框架笼实景图

3 深海网箱发展现状

3.1 深海网箱概述

鉴于目前深海网箱尚无标准,东海所石建高研究员课题组牵头开展了远海网箱定义研究。 研究形成的远海网箱定义已写入水产行业标准,解决了我国远海网箱问题。 定义缺失的问题。 所谓深海网箱是指放置在水深15m以上、风浪较大的开阔水域,养殖水体超过1.0휐4m 3 的网箱。 它们通常放置在离岸3海里的岛屿水域。 深海网箱养殖研究技术于1970年起源于美国,随后挪威、日本等多个国家开展了深海网箱养殖研究。 由于水产养殖技术条件、鱼类消费市场和养殖投资回报的影响,目前深海网箱商业化养殖的鱼类主要有鲑鱼、金枪鱼、大黄鱼、黑鲷、鲈鱼和红鲷。 我国深海养殖模式主要包括深海网箱、养殖围栏和养殖工作船。 目前,深海养殖成功并实现商业盈利的案例还很少。 2017年9月,全球首个半潜式大型智能养鱼平台“海洋农场1号”(下称“海洋农场1号”)由挪威SalMar公司设计并投入使用。 “远洋渔场一号”集深海先进养殖技术、绿色可持续发展理念和顶级海洋工程设计于一体。 其形状为圆形,直径110m,高69m,淹没深度45m,空间为空。 质量7700t,容量2.5휐5m 3 ,可抵御12级台风(见图4)。 “远洋渔场一号”可一次性投资110万条大西洋鲑鱼进行养殖。 中集来福士为挪威Nordlaks Oppdrett AS公司建造的“HAVFARM 1”深水养殖工作船的养殖能力比“海洋渔场一号”还要大。 “HAVFARM 1”深水养殖工作船项目总长385 m,型宽59.5 m,型深65 m。 它总共包含6个深海网箱(见图5)。 可养殖鲑鱼1万吨,可在挪威恶劣海况下正常作业。 运营。 “HAVFARM 1”深水养殖工作船项目配备了先进的全自动化鲑鱼养殖系统,可完成鱼苗自动运输、饲料自动投喂、死鱼自动回收、水下自动捕猎等任务。成鱼,实现全方位深海养殖。 自动化、智能化。 此外,挪威、美国、丹麦、英国等国家在深海养殖装备技术智能化方面也取得了显着进展。

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图4“远洋渔场一号”网箱实景图

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图5:“HAVFARM 1”深水养殖工作船实景图

与美国、挪威等国家相比,我国深海网箱养殖业起步较晚。 2007年,我国南沙美济礁泻湖首次开展鱼片养殖。 截至2017年,我国深海网箱仍处于起步阶段。 在此期间,我国开展了近10项简单的深海网箱研究。 2011年,孟祥君等人在南海美济礁研制了可组装式深海泻湖金属网箱,用于金枪鱼苗的驯化和鲈鱼的工厂化养殖。 这种网箱养殖抗风浪能力强,鱼品质量高。 2012年,实践中学联合荷兰皇家帝斯曼集团、山东爱迪等单位,在福建启动了周长200m的TrifuTM超大型深海养殖网箱试验。 该网箱采用了TelifTM超高分子量聚乙烯绳网新材料技术、大型组网技术等新技术,推动了深海网箱大型化、高性能的发展。 2016年,实建高中与明治水产联合在南海美治礁开展深海浮式绳网箱的研发和应用,用于金枪鱼鱼苗的驯化和繁殖。 该网箱采用特殊超高强度绳网材料和组网技术,加快我国深海金枪鱼养殖进程。 此外,还开发了连体加强工字网箱、63型网箱等深海网箱。 2017年以来,在国家大力推进蓝色粮仓建设、推动水产养殖业绿色发展和创新驱动中国制造2025的战略背景下,武昌船舶重工、中集来福士、天津海王星等海工企业进军海水养殖业,深海网箱取得重大突破和快速发展。

3.2“深蓝一号”全潜式深海渔场

2018年5月,山东青岛建成了世界最大、中国第一座全潜式“深海渔场”——“神兰一号”全潜式深海渔场。 作为我国全潜式深海养殖网箱的代表,“深兰一号”全潜式深海渔业的成功建造和应用对于我国深海养殖业具有重要意义。 “深兰一号”全潜式深海渔业箱体主体结构呈正八边形,周长180m,高38m。 养殖量5휐4 m 3 ,年产量可达1500吨(见图6)。 深度可根据鱼类生长的最佳温度在4~50m之间调节。 与普通网箱、深水网箱相比,“深兰一号”深海渔场采用了水下锚索装置、大型特网拼装、鱼类捕捞等新技术,在抗阻方面取得了较好的效果。强风和巨浪。 效果真正实现了我国网箱养殖从近海向深海拓展,从传统人工养殖向自动化智能养殖的转变,推动了我国传统网箱养殖向规模化装备养殖的进程。 2019年,受武昌海洋工程学院委托,东海院石建高研究员课题组联合亿高网业、山东运魂通等单位,承担了“神兰一号”深海升级改造项目海上渔具项目。 升级改造项目通过新材料和工艺优化创新,提高“深蓝一号”深海渔业网衣系统的安全性。 2019年以来,“神兰一号”已实现规模化安全生产鲑鱼15万尾以上,充分展现了“神兰一号”远洋渔场网具工程升级改造工程的技术可行性和明显的综合技术效果。 2021年6月21日,“深兰一号”全潜式深海渔业首批国产深海鲑鱼成功捕捞并进行规模化养殖。 这标志着该网箱成功进入商业化养殖运营阶段,也标志着我国全潜式深海渔业向深海工业化养殖成功迈出了一大步。

图6:“深兰一号”深海渔场实景图

3.3“蓝心号”深海智能大型养殖网箱

2019年12月,山东威海建成深海智能大西洋鲑鱼养殖平台——“兰鑫”深海智能大型养殖网箱。 笼子总长158m,宽54m。 它包括2个八角形网箱,总水量为6휐4 m 3 ,采用单点锚固系统(见图7)。 网箱配备自动化远程投喂系统、水下鱼类监测系统、水质环境监测系统、清网系统等智能系统。 该网箱是现代深海网箱智能化的代表,也是威海市大西洋鲑深海养殖产业化的一大步。 “兰心浩”项目建设实施过程中,挪威公司威海海恩蓝海水产养殖有限公司、中国水产科学院东海水产研究所石建高研究员课题组、山东运通提供全面的网衣系统技术(如网衣质量安全检测、网衣设备优化设计、网衣设备连接安装、网衣抗磨损增强等)支持和指导。 该养殖平台的建成,凸显了我国远海养殖智能化技术的应用,为未来远海网箱、网箱智能化系统的进一步开发和应用提供了参考。

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图7:“兰鑫”号深海智能养殖网箱实景图

3.4“靖海一号”深海智能网箱

2020年12月,山东烟台建成亚洲最大的深海智能网箱——“京海一号”深海智能网箱[58]。 笼体主体为钢结构,由立柱、上环、下环、沉垫和防沉板组成。 笼子内部依然是一个整体的网络空间。 网箱长68 m,宽68 m,高40 m,养殖水体容量7휐4 m 3 (见图8)。 渔业日常照明、监控室等动力来源主要是太阳能和风能。 还配备发电机,用于供料等连续作业所需的大功率电力消耗。 网箱配备了深海养殖所需的智能设备,如气动喂食系统、自动抓鱼装置、配备视觉系统的检查机器人等。 网箱采用PU涂层处理,试图提高深海网箱的防污效果。 网箱底部位于海床上,可以缓冲较大台风的影响。 网箱全覆盖深海智能装备的设计与应用,推动了我国现代智能养殖向深海拓展,为我国未来深海现代智能养殖提供了借鉴。

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图8:“靖海一号”深海智能笼实景图

近年来,我国在深海网箱的设计、开发和应用方面取得了快速发展。 除上述代表性深海养殖平台外,中科院广州能源研究所与招商局工业集团合作建设了“澎湖”半潜式波浪能养殖网箱; 上海振华重工集团建造了“振宇一号”自翻式网箱;与上海振华重工(集团)有限公司联合研制的中国首个深海机械化养殖平台——“振宝一号”,福建中信永丰实业有限公司、启东远洋公司”,以及“升海一号”全潜式深海大黄鱼养殖平台、“庚海一号”等深海养殖网箱现代化海洋牧场综合体、“闽投一号”深海智能养殖装备。无不体现了近年来我国深海智能装备的快速升级,是高新技术在我国深海网箱、也代表着我国深海养殖技术的逐渐成熟,诚然,一些影响深远的海水网箱项目实施过程中,出现了因网破、鱼苗逃逸、网衣污渍严重、破损等一系列问题。框架结构、实用性差的智能装备已经出现。 这已经成为影响深远的海水网箱养殖业面临的难题。 开发中“卡住”的技术问题亟待通过联合攻关逐步解决。 深海网箱养殖业任重而道远。

4 未来我国海水网箱发展方向

4.1 海水网箱海上扩张

20世纪60年代以来,我国海水养殖进入快速发展时期。 长期高密度的传统网箱养殖,造成近岸空间的超负荷开发利用。 一些海域养殖业已几近饱和,导致沿海地区生态环境污染和渔业资源流失。 急剧下降严重,养殖鱼类病害频发。 为实现我国渔业资源绿色可持续发展,以及一些沿海城市对近海网箱养殖的政策规划,将海水网箱养殖向近海、深水、远海拓展势在必行。 深海网箱养殖将新材料技术、新设备系统和智能养殖系统融为一体,使网箱具有更大的养殖能力,网内外水的交换率更高,还可以养殖仿野生鱼类,大大提高了网箱的品质。提高养殖水平,促进养殖规模化。 因此,未来我国海水网箱养殖的近海拓展,有利于减少沿海生态环境的污染,促进鱼类养殖的集约化,提高养殖鱼类的品质,有效减少网箱养殖的鱼病,同时也有利于减少沿海生态环境的污染。符合国家发展绿色可持续水产养殖的理念。

4.2 海水网箱大规模升级改造

与深海网箱相比,传统普通网箱和深水网箱的框架周长一般不超过120 m。 随着新材料、新设备、养殖机械化、自动化技术的开发和应用,深海网箱养殖量不断增加。 更大、更强的抗风浪能力,能够抵御台风等灾害,突破了传统近岸养殖网箱的局限性。 例如,2012年,东海工学院石建高研究员课题组联合山东爱迪等相关单位,设计开发了周长可达200​​m的特利夫超大型养殖笼。 箱体创新性地采用UHMWPE绳网材料,使得箱体所用绳网的重量完全相同。 与传统网箱的1/4-1/5相比,本项目促进了网箱的大型化和网箱新材料的应用。 又如“深兰一号”全潜式深海渔业,周长180 m,高度38 m,养殖量5휐4 m 3 ,年产量可达1500吨,提供广阔的养鱼空间。 与传统普通网箱相比,“深蓝一号”全潜式深海渔场在抵御台风等强风浪方面表现出明显优势。 因此,未来我国海水网箱的大规模升级改造,可以为养殖鱼类提供更大的水域空间,有利于提高养殖鱼类的品质,实现网箱养殖的规模化生产。

4.3 海水网箱智能自动化

随着深海网箱的快速发展和使用,深海网箱逐渐配备了自动投饵机、自动清网机、鱼类捕捞监控系统、死鱼收集设备系统等辅助设备。 智能化自动化已成为海上网箱的发展趋势。 例如,“兰鑫”深海智能大型养殖网箱配备了自动化远程投喂系统、水下鱼类监测系统、水质环境监测系统、清网系统等智能系统,使得笼子是一个现代的深海笼子。 智能网箱的代表之一是我国大西洋鲑鱼深海智能养殖产业一体化的体现。 因此,海水网箱的智能化自动化满足了海水网箱现代化的发展需求。

4.4 海水网箱结垢加剧

与传统网箱和深水网箱相比,深海网箱具有离岸化、规模化、智能化等特点。 它们的繁殖能力较大,距离海岸较远。 它们通常配备智能自动化设备,特别注重新材料。 、新设备等高新技术的密集应用,因此养殖成本也会相应增加。 因此,深海网箱的制造一般需要养殖业的集约化,以吸引更多的高科技人才、更多的资本注入、更多的企业参与和更多的资源进入,从而形成规模化养殖。 产业链上,这样可以大幅降低养殖成本,降低鱼类加工、运输和销售成本,从而提高网箱养殖的经济效益,带动相关产业的发展和提高。 因此,海水网箱规模化、集约化是未来绿色可持续养殖的发展方向。

To sum up, the future development direction of China’s seawater cages is offshore expansion, large-scale upgrading, intelligent automation, and scale intensification. In addition, it will also develop in multiple directions such as standardization and ecological integration. This is not only the integration of modern high-tech materials and high-tech applications in seawater cages, but also the needs of modern aquaculture industrialization, and it is also the requirement of the country to promote green, sustainable and ecological breeding.

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