全球发展态势
挪威是全球深海养殖装备技术领先国家，尤其是所掌握的冷水养殖和高端装备技术。目前，挪威已在全世界相应海域国家申请专利，几乎垄断了深远海网箱式养殖平台的设计技术及运营市场，形成了从装备设计、鱼苗培育、远海放养、活鱼捕捞、鱼肉生产到物流销售的完整的产业链和供应链。
1.深海网箱
深海网箱一般指放置在深水海域的养殖网箱，由于可获得更干净、更能够自由流动的海水以及天然食物，所以可以养殖出味道更鲜美的海产。与近岸海域的网箱相比，深海网箱一般具有更大的尺寸、更强的抗风浪能力和自动化程度，如图8－7所示。
图8－7 挪威的大型深海网箱
为了适应深海复杂的环境，目前比较常用的深海网箱主要有重力式网箱、碟形网箱、张力腿式网箱以及球形网箱，下面将分别介绍这几种常见网箱。
1）重力式网箱
重力式网箱是指通过顶部浮架结构提供的浮力和底部配重系统的重力来张紧网衣并保持一定体积的网箱，通常情况下，其主要由浮架结构（floating collar）、网衣结构（net structure）、配重系统（weight system）以及锚泊系统（mooring system）组成。相比于其他类型的网箱，重力式网箱通常具有养殖容积大，日常维护简便等优点，在深水抗风浪网箱市场中占有较大份额，目前被很多国家如中国、挪威、日本、美国、澳大利亚等广泛应用。按形状分类，重力式网箱主要有正方体和圆柱体两种，其中以圆柱体形式较为常见，其形式如图8－8所示。
图8－8 重力式网箱
浮架结构（圆柱体形重力式网箱的浮架结构也称为浮圈结构）一般使用双排或者三排并列的用高密度聚乙烯管（HDPE）组装而成。浮管的截面直径通常在225~500毫米，并且其截面直径随着整体网箱直径的增大而增大。它的主要功能是给整个网箱系统提供浮力，人可以在上面行走。最内侧浮圈安装有扶手，主要由直径约为100毫米的高密度聚乙烯空心管安装而成，用于支撑渔网以及保护在浮圈上行走的工作人员。网箱所用的网衣多为尼龙材料制成，也有用聚乙烯和金属材料制成的。通常分为有节网衣和无节网衣，但是为减少对鱼类的摩擦损伤，通常将网衣制成无节形式，且网眼形状以方形和菱形为主。网衣的配重系统通常采用底圈和沉子两种形式，用于张紧网衣。锚泊系统用于限制网箱受到波流载荷的漂移，使其固定在一定范围的海域内。
可以看出，未来深海网箱的养殖系统主要包含弹性网箱（plastic cage）、刚性网箱（steel cages）、补给系统（feed system）、饲养船（feed barges）、工作船（work boats）、摄像系统（camera system）、水下照明装置（underwater lights）、环境探测装置（environmental sensors）、水下灯源（underwater lights）和渔网清洗（net cleaning）等部分组成（见图8－9）。未来将会实现整个渔场的日常运营由控制台的软件自动进行，只有少数工作人员留在海上。作为整个渔场的主要部分，其在深海海洋环境的水动力性能直接关系到经济收益和养殖物的安全。
2）碟形网箱
与传统的重力式网箱的形状不同，碟形网箱的形状采用“飞碟”的形式，在网箱内部由一根中空的锌铁合金支柱支撑，周边用十二根锌铁材料的空管组成型圈，其作用类似于自行车的轮毂，如图8－10所示。中央的支撑圆柱可以充气或灌水，用于调节网箱的升降，这种网箱的优势在于可以用在开放型海域进行养殖生产，在有大风或者风暴潮来临时，可以将网箱全浸没到水中，用于规避海面的强风浪，待大风或者紧流过后，网箱还可浮出水面。但是它也存在于以下两个缺点：①碟形网箱的安装和日常维护例如来投放饲料以及网衣清洁通常需要潜水员潜到水下，使得其设计较浮式网箱更为复杂，同时对于网箱的日常维护则需要更多的附属设备以及管理人员；②养殖的体积不如重力式网箱大，最大有效养殖体积只为重力式网箱的三分之一，所以产生的经济效益也不如传统的重力式网箱。
图8－9 深海网箱养殖系统
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图8－10 蝶形网箱
3）张力腿式网箱
张力腿式网箱（tension leg cage，TLC）是另外一种比较常见的网箱，如图8－11所示，它在抗风浪方面的优势也比较明显。网箱的主体为坛子形网衣，主要由六棱柱行网衣主体以及顶部的圆锥形网衣封闭而成，它们之间由拉链连接，以便于养殖物的放养和收捕。在网箱底部和锚块主要由六根张力腿连接，锚块插到海底固定。
图8－11 张力腿式网箱
这种网箱的抗风浪性能优良，实验证明，它可以抵抗的最大浪高约为11.7米，在网箱漂移后有效的养殖体积损失一般控制在25%以内。但是它有一定的缺陷：①在水流或波浪作用下容易产生漂移，使得网箱全浸没与水下，不利于日常管理与维护；②该网箱对于锚碇系统的要求较高，主要表现在网箱安装时需要在海底安装提供足够张力的锚块，这对于海底地形尤其是土壤条件要求较高，因此对于这一类型的网箱在我国还未大规模推广。
4）球形网箱
深水海域的养殖网箱时常面对深海的恶劣环境，而且也不容易为人类管理，所以更“聪明”、更自动化的养殖网箱是未来发展的关键。为了解决上述问题，美国的设计人员提出了球形网箱的概念，其特点是可以在海浪的驱动或者外部拖船的牵引下自由移动。典型的球形网箱的概念设计如图8－12所示，整个系统中有一个小船装载着发动机为养殖网箱的移动提供能量。但实际上，这样的能量供应装置可以设计得更小巧，并且可以考虑将之放置在浮标上，实现自动化操作。
2.深远海养殖工船/养鱼平台
早在20世纪80—90年代，发达国家提出了发展大型养殖工船的理念，包括浮体平台、船载养殖车间、船舱养殖以及半潜式网箱工船等多种形式，并进行了积极的探索，为产业化发展储备了相当多的技术基础。
养鱼平台起源于石油平台，石油气采完后，就改建为养鱼平台，以平台为基地，周围布置一群大型全自动化的深水养鱼网箱（见图8－13）。欧洲与日本等一些国家利用海上石油平台，发展“石油后”产业。如丹麦、挪威等国采用直径为50米、100米的网箱，高密度养殖上百公斤几百美元一尾的金枪鱼。养鱼平台上有发电站、实验室、饲料厂、电脑监控中心，每只网箱均有监控头，中心根据提供的水质及摄食强度等信息，由投饲机控制投饲。由于这种“石油后”产业利润丰厚，许多国家等不及石油平台的淘汰，而专门设计开发新型的养鱼平台。
图8－12 一种球形网箱的概念设计
图8－13 深海养鱼网箱
目前，深海养殖工船在全球范围内已有诸多实践。西方养殖业发达国家如法国、挪威、西班牙等，以及许多岛屿国家或地区如日本、中国台湾等，也将养殖工船视为重点研发和推广的设施。值得注意的是，大型养殖工船在欧美等发达国家虽有诸多实践，但一直未成为主体产业，这与生产规模有限、远海养殖需求不足等因素有直接关系。2015年，挪威NSK船舶设计公司发布了其设计的大型深海养殖工船，总长为430米、型宽为54米，1艘养殖工船可以容纳1万吨三文鱼成鱼或超过200万条幼鱼，还可以降到海平面以下10米深度。该养殖工船将设计钢架结构，每艘船上可以安装6个50米×50米的养殖网箱，网箱深度可达60米。
