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這艘“航母”開到哪兒,哪兒就是漁場

發布時間:2022-11-10 14:58:00來源: 科技日報

  采 寫(xie) :本報記者 王健高 實習(xi) 記者 宋迎迎 策 劃:趙英淑 滕繼濮 林莉君

  【深瞳工作室出品】

  這條漁業(ye) 養(yang) 殖的“航母”集成了大量創新性技術,在漁業(ye) 生產(chan) 領域開辟出一條新賽道,帶著國人對美好生活的向往駛向一個(ge) 全新的時代。

  眼下,在浙江省大陳島外海上錨泊著一艘“航母”,它足有兩(liang) 個(ge) 遼寧號那麽(me) 大,這是世界首艘10萬(wan) 噸級智慧漁業(ye) 大型養(yang) 殖工船——“國信1號”,藍白相間的巨輪如伏龍臥波,靜靜地鑲嵌在海麵上。

  船上暗藏玄機。工作人員緊張地盯著屏幕,各類機械忙碌不停:吸魚、預冷、分揀、冰鮮等一道道工序如流水線般穿梭不停,僅(jin) 需45分鍾,即可將起捕的大黃魚裝箱運出;另一邊,家住陝西省的畢女士正在短視頻平台上輕點“小黃車”。

  兩(liang) 天後,一條來自深海、新鮮的大黃魚就會(hui) 由快遞員送貨上門,被端上普通百姓的餐桌。

  深海魚是優(you) 質的蛋白質來源。最新版的膳食指南建議,人們(men) 每周應攝入魚類2次或300—500克。新中國成立以來,為(wei) 讓中國人吃上魚、吃好魚,不計其數的科技人員薪火相傳(chuan) ,把生命與(yu) 智慧奉獻給這項事業(ye) 。

  自今年9月1日以來,“國信1號”船載艙養(yang) 的大黃魚陸續起魚上市,媲美野生級別的優(you) 質大黃魚“遊”上普通老百姓的餐桌。

  這條漁業(ye) 養(yang) 殖的“航母”集成了大量創新性技術,在漁業(ye) 生產(chan) 領域開辟出一條新賽道,帶著國人對美好生活的向往駛向一個(ge) 全新的時代。

  這條船中國人等了40年

  海洋被譽為(wei) 人類獲取優(you) 質蛋白的“藍色糧倉(cang) ”。在殷商時期,就有中國人吃魚的記載。

  新中國成立之初,吃魚難的問題曾在相當長的一段時間內(nei) 非常突出。在科研人員的努力下,“四大家魚”的人工繁殖成功;對蝦、扇貝、藻類等的繁育也陸續取得突破。

  隨著社會(hui) 經濟的發展,我們(men) 已經不再滿足於(yu) 年年有“漁”,更要吃好魚,吃得健康環保。這一點,依賴工業(ye) 化才得以實現。

  早在20世紀80年代,我國海洋漁業(ye) 專(zhuan) 家前瞻性地提出了遠海養(yang) 殖工船設計理念,但限於(yu) 當時薄弱的工業(ye) 基礎,這一夢想就此擱淺。

  今年5月20日,隨著汽笛長鳴,“國信1號”正式交付運營,從(cong) 青島海西灣啟航,向深遠海進軍(jun) ,開啟了一個(ge) 耕海牧漁的新時代。

  “從(cong) 設想到落地,這條船,中國人等了整整40年!”當天,青島國信集團副總經理董韶光感慨地說。

  站在碼頭上,才能感受到它的宏偉(wei) 。它擁有大型商船的體(ti) 格:船長249.9米,型寬45米,型深21.5米;卻幹著漁船的活兒(er) :設有15個(ge) 養(yang) 殖艙,養(yang) 殖水體(ti) 近9萬(wan) 立方米,年產(chan) 大黃魚3700噸。

  這艘巨輪的排水量13萬(wan) 噸,載重量10萬(wan) 噸。一個(ge) 養(yang) 殖艙的水體(ti) 量比兩(liang) 個(ge) 標準遊泳池的蓄水量還要多。15個(ge) 養(yang) 殖艙的總水體(ti) 近9萬(wan) 立方米。

  “國信1號”帶來的震撼遠不止如此。

  在船上,魚苗投喂、水體(ti) 交換、光照、成魚起捕等環節都能自動完成。養(yang) 殖監控室裏,工作人員正通過屏幕,認真觀察全船的氧氣、投飼、養(yang) 殖海水、養(yang) 殖光照等各類係統運作狀況,實時監測養(yang) 殖艙內(nei) 水體(ti) 的溫度、鹽度、溶解氧和酸堿度。

  “船上構建了船端智能化管控中心和基於(yu) 岸基的船岸一體(ti) 化智慧雲(yun) 平台。”國信中船(青島)海洋科技有限公司項目及商務總監田乃東(dong) 介紹,通過這個(ge) 平台,全船2108個(ge) 測點對養(yang) 殖艙內(nei) 水、氧、光、飼、魚進行集中控製與(yu) 實時監測,使整個(ge) 生產(chan) 養(yang) 殖過程中的數據實時傳(chuan) 輸到岸基,確保船岸一體(ti) 聯動、岸基遠程監控,真正實現養(yang) 殖工船智慧化。

  這條船來之不易。2019年,青島國信集團聯合中國船舶集團、中國水產(chan) 科研院、青島海洋科學與(yu) 技術試點國家實驗室等單位,開始大型養(yang) 殖工船的建設探索。

  研發團隊自主研究,組織各類專(zhuan) 家論證會(hui) 80餘(yu) 次,考察調研100餘(yu) 次,澄清船舶技術、養(yang) 殖產(chan) 業(ye) 化問題1000餘(yu) 個(ge) ,使“養(yang) 殖工船”從(cong) 一個(ge) 模糊的概念,逐步豐(feng) 富成詳細的圖紙集和報告集,並一步步完成養(yang) 殖工船研發、建造及海試。

  中國工程院院士、中國海洋大學教授麥康森認為(wei) ,“國信1號”的運營,不僅(jin) 將帶動苗種、養(yang) 殖、飼料、健康、加工、銷售等直接相關(guan) 產(chan) 業(ye) 發展,也將帶動船舶和養(yang) 殖裝備製造、漁業(ye) 智能設備、遠海物流等保障產(chan) 業(ye) 發展,將引領水產(chan) 養(yang) 殖新一輪的技術革命。

  多學科交叉和關(guan) 鍵技術的集成

  這艘“航母”是如何煉成的呢?

  “‘國信1號’養(yang) 殖工船的研發、設計、建造是一項係統工程,是多學科交叉和各項關(guan) 鍵技術集成的結果。”中國水產(chan) 科學研究院漁業(ye) 機械儀(yi) 器研究所所長徐皓說。

  水產(chan) 養(yang) 殖技術和船舶技術均已發展多年,深遠海船載艙養(yang) 卻仍然是待拓荒的新興(xing) 領域。全球範圍內(nei) 雖已有商船改造為(wei) 養(yang) 殖工船開展養(yang) 殖實驗的先例,但是船如何造、魚如何養(yang) 、產(chan) 業(ye) 如何落地,以及技術和運營等方麵都沒有成熟經驗可借鑒。

  科研人員仿佛置身於(yu) 黑匣子之中,哪裏開門、哪裏有窗、能否走得出去,在該船建造之初都屬於(yu) 未知。

  “國信1號”核心的模式被科研人員稱作“船載艙養(yang) ”,屬於(yu) 國際首創。

  “以前從(cong) 來沒有人在船上全周期養(yang) 魚。‘船載艙養(yang) ’是否可行?怎樣來養(yang) ?如何為(wei) 魚提供最佳生長環境?”徐皓說,從(cong) 這幾個(ge) 問題出發,研發團隊集智攻關(guan) ,攻克一個(ge) 又一個(ge) 難題。

  首先是動力係統。“國信1號”體(ti) 量堪比兩(liang) 個(ge) 遼寧艦,動力係統方麵,不僅(jin) 需要滿足遊弋工況下的主動力需求,更需綜合考慮不同養(yang) 殖模式下全船動力的穩定供應。為(wei) 此,研發團隊為(wei) 工船配備了包括主發電機組、電力推進係統、軸槳推進係統、自動化係統在內(nei) 的整套動力係統。船舶在轉場時,電力推進係統將發揮作用,滿足航行需求;船舶在錨泊時,主發機組提供全船養(yang) 殖和加工設備的電力能源,保證養(yang) 殖的連續性。

  其次,“國信1號”的養(yang) 殖對象以大黃魚為(wei) 主,而大黃魚對養(yang) 殖環境的靜音要求較高。該船設計建造過程中的一大難點,就是對震動噪音的控製。

  大黃魚的耳中有耳石,自古以來,中國漁民就有追趕魚汛,在船上敲擊作響捕捉大黃魚的習(xi) 俗。從(cong) 科學上講,大黃魚是應激反應相對強烈的養(yang) 殖魚種,因此,對噪音的抑製成為(wei) 科技攻關(guan) 的要點。

  徐皓說,針對工船上會(hui) 產(chan) 生震動噪音的設備及環境,研發團隊聯合攻關(guan) 形成最終解決(jue) 方案,對主要的震動噪音源采用主動減震措施,有效控製了全船的震動噪音水平。

  經過多項降噪技術改進,工船目前在航行工況和養(yang) 殖工況下,養(yang) 殖艙水下噪音達到了靜音級科考船的水平。

  在水體(ti) 交換方麵,工船以低揚程大流量養(yang) 殖泵供水,使40米深的優(you) 質海水源源不斷注入養(yang) 殖艙中,達到每天最高16次的總換水次數,確保高密度養(yang) 殖魚群始終處於(yu) 優(you) 良的海水生存環境。

  為(wei) 模擬海洋洋流,形成適合魚兒(er) 遊動的旋轉流場,工船養(yang) 殖艙內(nei) 水體(ti) 流速始終保持在0.2—0.4米/秒。“為(wei) 魚類創建一個(ge) 最適宜的生長環境,可以保證養(yang) 殖魚的活力。”徐皓解釋說,海水通過排水管道溢流至舷側(ce) 完成水體(ti) 交換,形成旋轉流場。

  在工船艙養(yang) 水環境調控技術研究與(yu) 裝備研發方麵,研發團隊為(wei) 工船配備了高效節能艙養(yang) 增氧設備、智能光控係統等關(guan) 鍵設備。

  圍繞“國信1號”的設計、研發、建造,研發團隊完成了以“大型養(yang) 殖工船功能與(yu) 船型”“魚類集約化‘船載艙養(yang) ’工藝與(yu) 裝備”為(wei) 核心的創新成果,已經形成30多項自主知識產(chan) 權,突破了船載艙養(yang) 、水體(ti) 交換、減搖製蕩、減振降噪、清汙防腐、智能集控等六大關(guan) 鍵技術。項目累計形成係列技術成果60餘(yu) 項,申請專(zhuan) 利保護40餘(yu) 項,其中國際專(zhuan) 利1項,獲得授權10餘(yu) 項。

  移動“海上牧場”向深海挺進

  漁業(ye) 是國家糧食安全戰略的重要組成部分。近年來,過度捕撈導致海洋漁業(ye) 資源衰退,傳(chuan) 統的網箱等近岸養(yang) 殖方式則麵臨(lin) 養(yang) 殖密度過大、局部水域環境汙染等諸多問題。我國漁業(ye) 的發展亟須向深海和大洋要空間,發展以養(yang) 為(wei) 主的海洋漁業(ye) 新型生產(chan) 方式。

  “從(cong) 中國人的水產(chan) 品消費習(xi) 慣出發,從(cong) 中國的糧食安全、食品安全的需求出發,深遠海養(yang) 殖是必須要走出的一步。”麥康森說。

  船載艙養(yang) 模式下,“國信1號”可以根據魚類養(yang) 殖特性,在選定的錨地之間依據水溫和環境變化自航轉場,夏天在北方、冬天去南方,在黃海、東(dong) 海、南海間遊弋,根據水溫、洋流、氣候等最合適的海域養(yang) 殖,為(wei) 魚類生長提供適宜的溫度和良好的環境,提高養(yang) 殖魚類的品質和養(yang) 殖效率,實現大黃魚等高價(jia) 值魚類的全年可持續供應。

  在船上,剛剛捕捉起的大黃魚條形美觀、金腹玉鰭,品質極佳。田乃東(dong) 說,大黃魚不喜光,在黑暗、缺氧的環境條件下起捕時,成魚會(hui) 變得通體(ti) 金黃,顏色更加好看。因此,在起魚前,工人會(hui) 對養(yang) 殖艙的光照、氧氣條件進行調節。

  根據此前的中試船艙養(yang) 實驗,以及工船運營至今的養(yang) 殖經驗,“國信1號”養(yang) 殖密度是傳(chuan) 統網箱的4—6倍,養(yang) 殖周期可縮短1/3。

  10萬(wan) 噸的載重量,以及自航式移動和錨泊固定兩(liang) 種模式,使“國信1號”既有穩定性,又有靈活機動性,能有效躲避台風、赤潮,闊別汙染,極大降低自然災害對養(yang) 殖業(ye) 帶來的影響。同時,通過工業(ye) 化的精準控製,“國信1號”能有效減少對生態環境的影響,是落實“綠水青山就是金山銀山”理念的海洋漁業(ye) 實踐。

  相比於(yu) 網箱養(yang) 殖係統,“國信1號”養(yang) 殖工船是更先進、更智能化的新型養(yang) 殖係統,標誌著我國深遠海大型養(yang) 殖工船產(chan) 業(ye) 實現了從(cong) 0到1的突破。

  “國信1號”可以複製嗎?

  “事實上,‘國信1號’已經在為(wei) 後續工船的運營做準備。”田乃東(dong) 透露,除了主養(yang) 殖品種大黃魚,“國信1號”還積極探索其他魚類養(yang) 殖品種的工船養(yang) 殖技術和規範。

  這是一座移動的“海上牧場”,能完成魚苗入艙、投喂養(yang) 殖到起捕、加工、運輸的全過程。它示範引領並推動海水養(yang) 殖由傳(chuan) 統模式走向工業(ye) 化智慧化模式、由固定養(yang) 殖設施走向移動式養(yang) 殖裝備,拓展了深遠海藍色發展空間。

  “國信1號”更是創新了海洋漁業(ye) 生產(chan) 方式。我國的前五次海水養(yang) 殖浪潮都是在解決(jue) 海洋生物資源苗種產(chan) 業(ye) 化問題,而第六次海水養(yang) 殖浪潮將從(cong) 近岸傳(chuan) 統漁業(ye) 養(yang) 殖轉向深遠海大規模工業(ye) 化生產(chan) 。這次變革是融合苗種繁育、工業(ye) 化養(yang) 殖、船舶裝備、人工智能、信息化技術等全產(chan) 業(ye) 鏈的集成創新,開辟了新賽道,代表了海洋漁業(ye) 最新的生產(chan) 方式。

  “‘國信1號’有效落實了‘向江河湖海要蛋白’的大食物觀,將養(yang) 殖區域由近岸推向深遠海,實現了海水養(yang) 殖由傳(chuan) 統農(nong) 業(ye) 化向現代工業(ye) 化生產(chan) 方式的創新探索。”青島國信集團黨(dang) 委書(shu) 記、董事長王建輝向記者介紹說,為(wei) 進一步落地深遠海養(yang) 殖的“中國方案”,國信集團已啟動國信2-1號、2-2號、2-3號養(yang) 殖工船項目,並同步啟動了30萬(wan) 噸級超大型船體(ti) 功能論證和總體(ti) 設計,提前儲(chu) 備關(guan) 鍵技術,探索親(qin) 本保存、苗種繁育和全周期工業(ye) 化養(yang) 殖。

  “未來5年,我們(men) 還將陸續投資建造50艘養(yang) 殖工船,配以13艘補給船、油料加注船、綜合試驗船,形成總噸位突破1000萬(wan) 噸、年產(chan) 各類海水魚40萬(wan) 噸、年產(chan) 值突破500億(yi) 元的深遠海養(yang) 殖產(chan) 業(ye) 鏈條,全力打造海上‘藍色糧倉(cang) ’。”王建輝表示。

  (本報記者楊侖(lun) 對本文亦有貢獻)

(責編:陳濛濛)

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