■记者 李晨
接近年底，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所（以下简称渔机所）深远海养殖装备创新团队首席科学家崔铭超除了像往年那样忙碌外，还多了一份喜悦和欣慰。自从今年5月全球首艘10万吨级智慧渔业大型封闭式养殖工船“国信1号”正式交付运营，新的工船设计方案让他应接不暇。
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不少企业纷纷表达意向，将投资定制造价达数亿元的10万吨级封闭式养殖工船，首艘工船的客户青岛国信集团也追加了30万吨级巨型封闭式养殖“航母”的订单。
“第一艘10万吨级封闭式养殖工船‘国信1号’的成果转化金额已经超过千万元，这是我们所历史上最大的成果转化单子。”崔铭超告诉《中国科学报》，该船养殖的海鱼已经上市，摆上了老百姓的餐桌。
梦船：一张蓝图引发的科研
海产是备受人们欢迎的食品。“如果在深海海域开展人工鱼类养殖，年产量可达3900万吨。”渔机所科研处处长、研究员刘晃说，走向深远海，拓展新空间，发展绿色工业化养殖已经成为必然趋势。
然而，深海养殖面临着“灵魂拷问”：在哪里养？养什么？怎么养？
早在20世纪70年代，中国工程院院士、中国水产科学研究院黄海水产研究所研究员雷霁霖在构想“未来海洋牧场”建设蓝图时，就提出了海上养鱼工厂的初步设想和愿景。
该所研究员庄志猛回忆说，养殖工船的构想和雏形大致可以追溯到四五十年前。当时，渔机所研究员丁永良长期跟踪海上工业化养鱼研发进程。他梳理总结提出了养殖工船的概念，并指出养殖工船需要构建全过程“完全养殖”，自成体系“独立生产”，要实现机械化、自动化、信息化，同时注重“结合旅游”“绿色食品”“全年生产”“后勤保障”等技术方向，为中国封闭式养殖工船技术研发构建了基本的体系框架。
从此，几代科学家接力完成了大型封闭式养殖工船的研发历程。
改船：机遇与挑战并存
2003年，国际海事组织（IMO）通过MARPOL73/78防污公约附则Ⅰ修正案，为淘汰单壳油轮制定了时间表。在大量单壳油轮将被淘汰的背景下，利用便宜的、被淘汰的单壳油轮改造养殖工船的方案进入了业界视野。
丁永良很快注意到单壳油轮被淘汰带来的机遇，同时观察到国际上渔业强国的研发动向。他向渔机所科研团队建议，应当加紧相关研究，或许有机会实现深海封闭式养鱼的梦想。
刘晃介绍，渔机所于2012年立项开展利用油轮改建养殖工船的可行性研究，提出了10万吨级阿芙拉型油轮的养殖工船改建方案。他们当时设计的养殖水体为7.5万立方米，可形成年产4000吨以上海水鱼的养殖能力，并创新研发了一种船载海洋养殖系统，可以在水温合适、水质优良的海域进行养殖，还可以应急躲避台风，降低养殖风险。
依托上海市创新行动计划“大型海上渔业综合服务平台总体技术研究（2015—2017）”项目，渔机所团队开展了大型养殖工船系统功能与总体设计、安全保障和综合性能优化等关键技术研究，完成了国内首艘具备自航能力，集养殖、繁育、加工、物流补给等多功能于一体的10万吨级大型游弋式渔业综合生产平台的工程化总体技术方案。
他们还依托青岛海洋科学与技术试点国家实验室鳌山创新计划课题，完成了3000吨级科研示范养殖工船“鲁岚渔61699”的研制改造，并开展了部分功能性试验验证。
刘晃说，在这个过程中，团队成员不断与不同企业沟通交流，既了解生产实际问题，又反复在设计方案上改进和创新，最终形成了具有自主知识产权的，集养殖、繁育、加工、物流补给等多功能于一体的规模化养殖工船技术方案，还先后为企业完成了10万、20万和30万吨级等系列旧船改造养殖工船的可行性研究。
2016年，中国水产科学研究院和青岛海洋科学与技术试点国家实验室联合多家单位一起成立深蓝渔业科技创新联盟。深远海水产养殖是该联盟重点任务之一。这大大推动了相关研发工作的进展。
然而，当渔机所与合作方准备引进阿芙拉型单壳油轮进行改造时，却受到各种国际法规限制，引进油轮改造的方案难以实现。
造船：遇知音梦想成真
就在改造方案按下暂停键的时候，2017年，渔机所团队通过合作方青岛海洋科学与技术试点国家实验室认识了青岛国信集团的负责人。
作为青岛市政府授权青岛市国资委履行出资人职责的国有独资公司，青岛国信集团当时正在考虑向海洋产业拓展业务，然而苦于找不到合适的项目。
深海养殖工船的概念一经推出，就引起了青岛国信集团很大的兴趣。“我们花了一年多时间，让青岛国信集团理解和接受深海封闭式养殖工船的概念和设计理念。最终，他们认为可行，并决定投资建造10万吨级封闭式养殖工船。”崔铭超说。
2018年，受青岛国信集团委托，渔机所承担了10万吨级大型养殖工船“国信1号”的总体设计任务。崔铭超告诉记者，从设计方案完成开始造船到交付给青岛国信集团，“大约用了18个月的时间，克服了多种困难，终于顺利建成”。
团队同时开展了5000吨级中试船“国信101”的改装设计和大黄鱼船载舱养中试试验。通过两个生长期的养殖试验，他们实现了大黄鱼集约化船载舱养，养殖密度达到20千克/立方米，养成存活率达到95%以上，生长性能明显优于传统网箱养殖。
今年5月，全球首艘10万吨级大型养殖工船“国信1号”交付运营，标志着可以适应无限航区要求的海上工业化养殖的开启。
刘晃介绍，封闭式养殖工船以船载舱养为主体，通过抽取下层优质海水在隔离的鱼舱中进行集约化养殖，单舱水体达数千至数万立方米，相当于在海上建立了一座超大型的工厂化养殖车间。它具有封闭式养殖系统，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。
“国信1号”大型养殖工船载重量10万吨，养殖水体近8万立方米，养殖产能达到3000~5000吨/年，等同于一个5000亩以上的池塘养殖场的鱼产量，相当于50栋以上占地2000平方米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。”渔机所所长、研究员徐皓说，未来，该团队将围绕“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，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，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。
《中国科学报》 (2022-12-05 第4版 转移转化)
