海上“巨无霸”助大水体万鱼奔腾

　　打造广东“蓝色粮仓”·重大装备

　　海域面积和海岸线均居全国前列的广东，在发展海洋渔业、打造“蓝色粮仓”的同时，是如何创新构建“海洋牧场+多产业融合”的高质量发展模式？近日，本报全媒体记者在广东各地走访调研发现，近年来广东在深远海养殖装备方面取得了突破性进展，一批领先全球的渔业装备相继投产，海洋经济综合实力全面提升。

　　文、图/广州日报全媒体记者 肖欢欢

　　用波浪能发电

　　半潜式“巨无霸”已安全运行近4年

　　在珠海外伶仃洋，一座漂浮的“人造岛屿”像潜水艇一样从水下上升十多米，一个巨大的深海网箱随之露出水面，它就是我国首个半潜式波浪能养殖平台“澎湖号”。

　　作为技术领先全球的深海养殖平台，“澎湖号”可提供1.5万立方米养殖水体，可养殖普通鱼类约300吨。平台搭载的波浪能和太阳能发电设备及储能装置可以实现清洁能源自给，也解决了传统养殖网箱能源供给匮乏、抗风浪能力差、无法搭载现代化设备等“痛点”。

　　该智能养殖平台的研发者，是中科院广州能源研究所（以下简称广州能源所）海洋能研究室研究员盛松伟团队。盛松伟介绍，“澎湖号”不仅可提供1.5万立方米养殖水体，还具备20人居住空间，300立方仓储空间，并搭载自动投饵、鱼群监控、水质监测和活鱼传输等现代化渔业生产设备。

　　2002年，盛松伟来到广州能源所工作，正式开启了波浪能研究。波浪能是一种不稳定的能源，转换为电能非常困难。盛松伟团队历经十多年摸索，突破了波浪能装置无法稳定发电的瓶颈。2020年6月，我国首台500KW鹰式波浪能发电装置“舟山号”正式交付。目前，全球单台装机功率最大的1MW波浪能发电装置也即将建成。

　　盛松伟团队的研发重点一开始是为海上无人岛礁供电，直到2016年，一家养殖企业的老板求助他，说工人长期生活在海上，生产生活困难，想把波浪能发电装置牵引过去，解决海上供电供水问题。

　　盛松伟经过调研后发现，海上养殖要从近海走向远海，装备方面必须解决以下3个关键问题：一是在风浪大的外海海域，抗风浪能力差；二是能源供给匮乏，无法为渔业机械化设施提供稳定电力；三是缺乏搭载人员、设施和物资的稳定平台。

　　2019年7月，由盛松伟团队历时3年研发的“半潜式波浪能发电系统”安装在“澎湖号”上，后者正式下海投入养殖。截至目前，“澎湖号”已经无故障连续运行近4年，经历多个风暴及一次14级台风的正面袭击，装置在风暴中锚泊牢固、姿态平稳、监控正常，无网箱内鱼群死亡现象发生。

　　“逼”出来的技术创新

　　平台可抗17级台风 有效提升水体利用效率

　　据了解，这个半潜式深海养殖平台集波浪能发电和太阳能发电于一体，能源供应自给自足，浮起后可进行拖航、检修、网箱清理，还能供游客旅游观光、海上垂钓，而平台下潜后即可进行深海养殖。目前该技术已获多国发明专利授权。“现在参观和调研的客商很多，说实话，当初真没想到这个养殖平台能这么受关注。”盛松伟表示。

　　而这个深海“巨无霸”之所以广受欢迎，一定程度上也是被“逼”出来的。光是解决发电装置在风浪中的稳定性问题，盛松伟团队就花了很长时间。“刚开始只要风浪大一点，波浪能平台都会东倒西歪。并且平台机动性也较差，出现故障后需要大型工程船辅助才能检修。”这也逼着团队开始研发半潜式技术，以便当平台出现故障时可以自动浮出水面进行检修；此外，大风大浪中做试验，对研究人员的反应，分析能力要求都很高。因为在海上一旦有意外状况，反应稍微迟钝一下，价值上千万元的平台可能就报销了。2020年一次远海试验，盛松伟一行4人刚把装置投放到海上就来了台风。“调整完装置后已经是凌晨2时，我们被台风困在了装置上，后来我们找来一艘渔船，每人身穿两件救生衣，从实验装置的侧面跳上渔船，才得以安全回来。”

　　像这样与风浪的正面“较量”，20年来对盛松伟来说是家常便饭。“我们的工作就是跟风浪打交道，风浪越大的地方波浪能越丰富。”而要在海上俘获波浪能，最大的挑战就是海上的恶劣天气，12级以上台风都是“家常便饭”。在恶劣情况下如何保障发电平台的安全？为此，盛松伟团队研发了“恒张力锚泊系统”，该技术大幅提高了发电平台抗击台风的能力，可实现平台长期驻海运行。“当然，最理想的状态下，1~3米的浪是最适合发电的，但即便面对17级台风，我们的半潜式波浪能发电装置也能安全生存。”

　　盛松伟告诉记者，他利用刚性主体框架与模块化柔性网衣安全连接的技术，解决了传统海水养殖网衣难定型、易磨损的难题，有效提升了海水养殖的水体利用效率，减少了因网衣摩擦对养殖鱼类造成的损失。

　　平台建设不断升级

　　单季可收鱼超120万斤 波浪能太阳能风能一体发电全球领先

　　不止是盛松伟团队，如今在广东，深海养殖的国之重器正在不断涌现。初夏的雷州半岛碧波荡漾，上午10时，海威农业集团董事长刘定一声令下：“收鱼！” 几位渔民从深海中缓缓拉起渔网，鲜活的金鲳鱼、军曹鱼在网箱中活蹦乱跳。

　　刘定告诉记者，在清洁开阔的海洋环境中养出的鱼口感好，能在市场上卖个好价钱。而有了半潜式深海养殖平台，可以实现大水体养殖。“鱼儿们每天在1万多立方米的水体里面畅游，因为有足够运动量，所以海鱼的肉质鲜美而紧致，基本上与野生海鱼保持同样品质。”

　　刘定使用的“海威1号”深海养殖平台正是盛松伟团队对“澎湖号”的升级版，采用半潜式结构设计，四角锚泊定位，分设两个深12米的网箱，可搭载各类智能养殖系统及检测系统等现代化渔业生产设备，养殖水体共1.5万立方米，因大幅降低了钢材用量，采用气压方式实现平台上浮下潜，有效降低了压载系统和管路成本，可实现单位造价低于1000元/立方水体。去年8月起，刘定又投入建设“海威2号”养殖平台。记者在湛江雷州流沙港看到，“海威2号”正在进行最后的焊接施工，将于今年6月下水作业。该平台设计箱体长度增至86米，宽度增至32米，可养殖水体约3.6万立方米，单个养殖周期可收获各类深远海优质鱼类超120万斤。

　　刘定介绍，“海威2号”实现四面均可登船，除了搭载饲料储存模块、自动投料机、吊机、水上水下视频监控、水质实时测量等自动化养殖装备外，智能化程度进一步提升，结合水质、水文、气象监测与预测，形成海水养殖鱼类立体监测系统，通过海况、气象、物理、生物等多源异构数据智能分析，可开展鱼群生物量检测、鱼群行为智能识别、鱼群生长预测、病死鱼识别定位等。盛松伟说，以“海威2号”为代表的半潜式养殖平台可以实现波浪能、太阳能、风能一体化发电，即便放眼全球，在同类海工装备中也是领先的。

　　“黑科技”加持

　　实时监测+预警  为深海养殖筑起智能“金钟罩”

　　深耕“海洋牧场”，海洋装备是技术保障。作为广东唯一的海洋大学，广东海洋大学在海洋牧场智能装备研发方面一直走在全国前列。今年3月，广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室在该校揭牌。“有了我们研发出的‘国之重器’，广东向海图强，实现海洋经济高质量发展就更加有保障。”广东海洋大学校长潘新祥告诉记者。

　　自动投料机、水上水下视频监控、水质实时测量、发现网衣破损可及时修复……海威农业集团在深海养殖中所使用的“智能化海洋牧场管理系统”正是由潘新祥团队参与研发。通过一系列“黑科技”的加持，可以节省人力约60%。技术人员只要打开手机，就能从屏幕上实时监控鱼群的活动，还可以切换不同视角；而遇到台风时，用手机就能查看渔网是否完好。如今即便是管理1.5万立方米水体的海洋牧场，对养殖企业来说也可做到井井有条。

　　几年来，潘新祥率领研发团队在海洋牧场作业智能化、预警精准化方面实现了质的突破。成功研发了无人饲料船、成鱼分级、网箱安全防护等设备，团队还历经两年时间研发出了水下机器人，可对深海养殖网箱、网衣的状态进行监控和维护。“这解决了长期以来困扰深海养殖平台的养护难、排障难、作业风险高等‘痛点’，降低了大型深海养殖平台管护的难度。”团队还研发出自动化投喂系统，实现了深海养殖饲料投喂的精准化，经测算可以节省饲料成本20%。潘新祥介绍，很多国内企业都已经引入这套系统。

　　目前，潘新祥带队的广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室正集中在海洋牧场作业装备智能化、海洋新能源采集与供给、养殖水域污染防控、养殖监测与海洋物联网等四个领域进行前沿核心技术及其装备国产化技术攻关。

　　此外，潘新祥团队还设计出一套海水监测系统，可实时监测海水的盐度、酸碱度、污染源等信息，一旦发现水面有异常病毒，可以实现在线监测并预警，为深海养殖筑起智能“金钟罩”。

　　潘新祥表示，广东海洋大学接下来将重点突破制约深远海养殖与网箱养殖装备的技术瓶颈，构建深远海养殖渔场、海洋牧场与海上风电融合发展模式，助力广东海洋牧场实现跨越式发展。

　　推动集群式发展

　　打造海工型养殖装备发展高地

　　在潘新祥看来，目前广东在大型深海养殖装备的研发和生产方面已经全国领先。正通过推动海洋装备产业集群式发展，辐射带动全国深海养殖装备转型升级。

　　基于珠海“澎湖号”近4年的成功示范运行经验，盛松伟团队如今也开始向全国进行技术输出，除了广东的“澎湖号”和“海威1号”，像“普盛海洋牧场1号”“闽投一号”等深远海养殖平台也已在福建、海南、浙江等地推广应用。最近，日本、越南等国的企业也有意向引入“广东制造”的养殖平台技术。

　　盛松伟期待广东能建成中国海工型养殖装备发展高地。“广东是全国海岸线最长的省份。广东海洋经济发展走在全国前列，在海工装备研发方面也是全国领先。”在他看来，海洋装备研发是广东海洋经济高质量发展的基础和保障。深海养殖装备关键技术的突破，拓展了广东海洋渔业发展空间，促进渔业转型升级。过去6年来，盛松伟和团队的半潜式深远海养殖平台创新，为广东海洋装备探路布局，成为支撑广东海洋经济高质量发展的“国之重器”。

　　“未来，我们将依托具有自主知识产权的波浪能发电技术，努力突破海上可移动多能互补平台大型化、规模化应用系列难题，服务远海岛礁和海上开发活动绿色可持续发展。”

　　盛松伟表示，波浪能的综合利用是一项系统集成技术，还有很多技术待验证，如孤立平台的全直流电力系统，深远海养殖与大型风电、波浪能一体化研究等。目前，团队已提前开展相关技术布局，希望进一步提高平台的先进性、可靠性和经济性。