Введение
Во всемирном развитии аквакультуры, ключевой вопрос заключается в поиске подходящих мест для хозяйства. В связи с эвтрофикацией Балтийского моря, его питательная нагрузка находится под контролем, чтобы избежать нанесения дальнейшего ущерба окружающей среде и сократить конфликты с другими типами использования моря. Отраслевые интересы и их влияние на окружающую среду управляются пространственным планированием.
В Северной Европе, пространственное планирование стало предметом нескольких научно-исследовательских проектов, таких как:
- COEXIST
- PartiSEApate
- BaltSeaPlan
- SUBMARINER
- AQUAFIMA
- Проект “Coastal futures” в институте имени Альфреда Вегенера, Германия
- AQUABEST
В прибрежных районах Балтийского моря уже применялось пространственное планирование процессов аквакультуры – в 2002-2003 гг. в Дании и в 2010-2013 гг. в Финляндии. Отсутствие подходящего пространства в традиционных сельскохозяйственных районах также мотивировало Норвегию на обращение внимания в сторону более открытых морских областей (Karlsen 2012). Аналогичные дискуссии о новых направлениях аквакультуры в настоящее время ведутся в США и Австралии, а также многих других странах. В качестве последнего примера в Европе, Турция и Португалия составили морские пространственные планы и выделили зоны для марикультуры, которые часто находятся в морских зонах (Deniz 2013).
В прибрежных районах, пространственное планирование часто приводит к выводу, что новые объекты лучше располагать в открытых или полуоткрытых районах с тяжелыми условиями производства.
Очевидно, что при таких условиях, обычная технология садкового хозяйства сталкивается с высокими рисками выхода из строя из-за высокой скорости ветра, высокой высоты волн и сильного течения.
В дополнение к данным условиям, система должна быть экономически эффективной, безопасной для работы, а также соответствовать видам рыбы, с целью избеганием проблем с состоянием рыбы.
В данном кратком обзоре описаны технологии, которые были использованы в садковых хозяйствах в открытых или полуоткрытых акваториях. Мы также обсудим возможные проблемы, которые могут возникнуть с рыбоводной деятельностью в открытом море. Два других наших отчета – о производственных условиях (ветер, волны и лед) в финских прибрежных районах (Kankainen et al. 2013) и примере экономической структуры инвестиционных и эксплуатационных затрат на рыбных фермах, расположенных в полуоткрытых условиях (Kankainen and Mikaelsen, in prep.).
Понятие морской аквакультуры
По отношению к морской аквакультуре применяются различные определения. Иногда, обычная, но прочная садковая технология, выдерживающая тяжелые условия называется морской технологией, например, в случае с Ryan (2004). Данное определение часто используется в связи с такими видами деятельности, как разведение лосося в полуоткрытых прибрежных районах. С другой стороны, термин «морская аквакультура» иногда относится к нетрадиционным или даже футуристическим видам морской аквакультуры, либо деятельности аквакультуры, находящейся в открытом океане, где подобная система существенно отличается от садковой аквакультуры. В этих случаях, морская аквакультура, в основном, опробована на выращивании ценных морских видов рыб, таких как кобия и тунец.
Во многих случаях даже расстояние составляет часть определения морских хозяйств. Морская технология используется вдалеке от берега, например в 40 километрах от побережья в Мексиканском заливе в Соединенных Штатах, либо в открытых или глубинных участках рядом с береговой линией. В обоих случаях может использоваться садковая технология, в то время как дальние расстояния от береговой линии представляют различные сложности для логистических систем и влияют на эксплуатационные расходы.
Измерение условий производства и стандарты оборудования
Поскольку риски и инвестиции составляют существенную часть в существовании морской аквакультуры, условия на местах производства, такие как течение, климат, волнения и профиль дна, оцениваются заранее при планировании инвестиций и методов производства.
Для морских рыбоводных объектов используются различные региональные исследования. Норвежский стандарт NS 9415 используется при классификации морских районов в соответствии с высотой волн и течениями (Standards Norway 2008). Данный стандарт также включает рекомендуемые технологические решения в различных условиях. Предполагается, что классификация морских районов, представленная в соответствии с настоящим стандартом, будет использоваться в Норвегии. Самая высокая классификация, Ее, используется для районов, где высота волн превышает 3 метра, а течение – 1,5 м/с. Как правило, отдельные волны превышают высоту волн в два раза.
Многие производители и системы качества классифицируют оборудование для рыбоводства и причальные системы аналогичным образом, согласно тем условиям, для которых они предназначаются.
Выбранные технологии должны выдерживать сильные волны и/или течение, а также должны иметь определенный запас прочности для реагирования в экстремальных условиях. Например, рыбоводные объекты по выращиванию атлантического лосося на Фарерских островах располагаются в местах, где высота волны (за период измерения в 3 часа) варьируются от 3,4 до 7,4 метров за 10-летний период.
За всю историю высота волн в Балтийском море достигала 8 метров, а самая большая высота отдельно взятой волны достигала 14 метров (северная часть Балтийского моря, декабрь 2004г.). Существуют незащищенные участки в финском внутреннем архипелаге, где высота отдельных волн достигает 10 метров, при средней высоте волн более 3 метров. Ветровые и волновые условия у финских прибрежных районов представлены подробно в Kankainen et al. (2013).
Технология работы морской аквакультуры
Используемая морская аквакультура может требовать использования структурных изменений и новых технологий на всех этапах производства, впредь до процесса потрошения рыбы.
В данном докладе мы обсудим технологию работы морской аквакультуры по следующим заголовкам:
- Садки, сети и причал
- Система кормления
- Судна и оборудование
- Оборудование экологического мониторинга, система раннего предупреждения и электричество
Садки, сети и причал
Оборудование, используемое для морской аквакультуры, включает в себя традиционные плавающие садки и различные погруженные или полупогруженные единицы. Садки могут иметь гибкие или жесткие каркасы. Далее приводится обсуждение различных морских решение по аквакультуре, основанных на коммерчески доступных продуктах. Некоторые из них никогда не продвигались дальше экспериментальной стадии, в то время как остальные используются на тысячах предприятий по всему миру.
Плавающая гибкая садковая система
Самый известный тип плавающего садка в морской аквакультуре – садок на основе круговой рамы из полиэтиленовых труб. Данный трубопровод, как правило, выполнен из труб диаметром от 200 до 300 мм, однако бывают и трубы диаметром 500 мм (рисунок 10.1). Одна из трех таких труб составляет каркас. Узкая рабочая платформа может быть сконструирована из несущей рамы и круговой трубки, которые заполняются плавающим наполнителем. На несущей раме, а также над водой натянута сеть, которая предотвращает возможность попадания внутрь птиц. Также может использоваться круговая рама под водой с целью недопущения деформации садков. Гибкие клетки производятся такими производителями, как (PolarCirkel), Aqualine, Fusion Marine, Corelsa, Refamed, AquaSURE и Ocea. Производство также может быть передано субподрядной организации из числа местных производителей.
В Балтийском море крупнейшие садки составляют 100 метров в окружности.
В атлантических лососевых хозяйствах новые рамки устанавливаются с окружностью, по крайней мере, в 100 метров. В Средиземном море наиболее часто используются садки с окружностью от 40 до 50 метров, однако для разведения тунца используются садки с окружностью в 200 метров. Глубинные садки в открытых районах моря составляют не менее 20 метров, такие рамки имеют объем не более 50 тысяч кубометров и дают урожай около 1000 тонн.
В открытых районах северной части Балтийского моря, плавающие садки на зиму удаляются, так как их структура не может выдержать движение толстых льдин.
Это ограничивает окружности рамок, потому что крупные рамки и клетки трудно буксируются имеющимся оборудованием. В Норвегии, Чили и Шотландии моря не замерзают, поэтому плавающие клетки там удалять не обязательно.
Рисунок 10.1 Круглые рамы из PE-трубы наиболее часто используются в садковом хозяйстве в открытых областях. Их производят такие компании, как AKVA group, Aqualine, Corelsa, AquaSURE, Ocea, Refamed и Farmocean. На правом изображении модель из 90-х (Gigant) (справа), а рядом с ней одна из самых современных 500-мм труб, используемых в открытых участках. Фотографии предоставлены AKVA group.
Японский производитель Bridgestone с середины 70-х годов производят рамы для морской аквакультуры. Они произведены из резиновых шлангов, используемых для транспортировки нефти из танкеров на терминалы (рисунок 10.2). Не круговые рамы, как правило, содержат от 4 до 8 углов. Самая большая известная рама имела окружность в 160 метров и использовалась в Ирландии. В некоторых случаях, PE-трубы устанавливались в рамах и использовались в качестве волнорезов, а также садков аквакультуры. В мире, по крайней мере, используется 300 подобных единиц, однако их производство было прекращено в начале 2000-х. Аналогичная технология используется в рамках Dunlop Tempest (Bonnar Engineering Ltd из Ирландии), которая представлена на рынке с 1990 года.
Рисунок 10.2 Рамы Dunlop, состоящие из резиновых труб, которые использовались для перекачки нефти в нефтяные терминалы (фото слева предоставлено Bonnar Engineering Ltd.). Bridgestone использует аналогичные технологии (картинка справа предоставлена Bridgestone).
Плавающие гибкие садки могут использоваться в морских условиях с высоким рейтингом. Ee, например, с высотой волны более 3 метров. Существует много доступных размеров, при этом рамы садков могут устанавливаться поблизости друг от друга, которые образуют кластер, например, могут кормится от одной кормовой платформы. В сложных условиях движение рам и швартовочной системы приводит к износу швов устройства садка, поэтому их необходимо заменять чаще, чем те, что установлены в защищенных от ветра местах. Известно, что рамы ломаются в сложных условиях, если кормушки закреплены на садках, так как это предотвращает равномерное распределение деформации по всей раме при сильном волнении. Так как структура устройства достаточно простая, ее обслуживание выполняется с судна, так как это не повреждает рамы.
Плавающая жесткая садковая система
Плавающие жесткие садковые системы используются в определенных условиях, в частности, в защищенных от ветра местах. В подобных системах используются мосты доступа, на которых возможно движение погрузчика. Пожалуй самым известным производителем в данной отрасли является Wavemaster (AKVA group), которая реализовала более 4000 рам по всему миру (рисунок 10.3). Крупные, с квадратам 20 х 20 м, используются в открытой местности; если в аквакультуре используются жесткие рамы, то они должны быть достаточно надежными (рисунок 10.4 и 10.5). Например, шотландский производитель Cruive работает совместно с судоходными компаниями и лососевыми фермерами, но такие объекты, по видимому, повреждаются при шторме и накапливают лед на поверхности, который значительно увеличивает вес устройства.
Рисунок 10.3 Wavemaster, вероятно, является самой продаваемой жесткой садковой системой. Изображение предоставлено AKVA group.
Рисунок 10.4 Фермерская система испанской компании Marina System Iberica. В Средиземном море были построены, по крайней мере, четыре системы, показанные на рисунке. На палубе имеется место для хранения корма, генератор электричества и небольшая каюта для работников. Столбы достигают примерно 10 метров под водой. Изображение Marina Systems Iberica.
Рисунок 10.5 Первая полупогруженная океанская ферма была построена в Швеции в 1986 году. После этого, по всему миру стали использовать, как минимум, 40 таких единиц. Изображение Farmocean.
Погруженные и полупогруженные системы
Использование погруженных систем в открытых районах моря стало обычным явлением. Погружение садков позволяет избежать штормовых последствий, происходящих на поверхности воды. Кроме того, благодаря погруженным садкам можно избежать воздействия токсичных водорослей. В целом, были разработаны различные формы и конструкции типов подводных садков (рисунки 10-6 – 10-11).
Использование погруженных систем подразумевает наличие системы поднятия и опускания в период технического обслуживания.
Погруженные системы не использовались так часто, как, скажем, поверхностные гибкие пластиковые рамы, из-за их высокой стоимости и относительной непрактичности кормления и обработки рыбы, а также потенциальных проблем с состоянием рыбы (Karlsen 2012). Например, атлантический лосось не успевает пройти всю стадию роста в океанских системах, в которых ему не удается подниматься на поверхность, чтобы заполнить свой плавательный пузырь. Рыба также может пострадать или подвергнуться стрессу из-за перепада давления во время подъема погруженной системы на поверхность.
Тем не менее, погруженные системы имеют и некоторые преимущества: температура на глубине более устойчивая, к тому же клетки не приходится чистить так же часто, как клетки с поверхности.
Кроме того, нахождение на глубине не вводит в стресс рыбу, что улучшает ее рост, уровень смертности и эффективность использования кормов. Дополнительное преимущество также заключается в том, что ввиду их незаметности, их использование становится менее спорным с точки зрения рекреационной деятельности.
Рисунок 10.6 Ферма SeaStation компании Ocean Spar не имеет плавающего кольца, однако основывается на тросах, которые подключены к швартовочной системе. Более 25 таких систем используются в Пуэрто-Рико и Гавайи. Фотографии Ocean Spar.
Рисунок 10.7 Устройства AquaSpar компании Ocean Spar используются, например, в Канаде и Испании. Фотографии Ocean Spar.
Рисунок 10.8 Ферма Refamed TLC (клетка с натяжной опорой) меняет форму и глубину. Изображение Refamed TLC.
Рисунок 10.9 Ocean Farm Technology – производитель систем Aquapod. Она состоит из жесткой рамы и садка в виде шара внутри рамы. Данная технология используется в экстремальных частях прибрежной зоны, например ферма кобии в Пуэрто Рико и Панаме, а также ферма по выращиванию желтохвоста в Гаваи. Фотографии Ocean Farm Technology.
Рисунок 10.11 Российская система САДКО может быть погружена полностью или частично. В настоящее время она используется в Средиземном, Каспийском и Черном море. Система включает в себя технологию выполнения кормления рыб и их мониторинга (фотографии справа). Фотографии ГОСНИОРХ, Леонид Бугров.
Рисунок 10.11 PolarCirkel – дополнение к обычным рамам в садковой системе, которую можно погрузить на глубину. Изображение AKVA group.
Сети
Нейлон – это наиболее распространенный материал, используемый в садковой аквакультуре.
Новые материалы – ПЭТ (полиэтилентерефталат) используется в EcoNet компанией AKVA group (Johnson 2012), либо в Dyneema, производимой компанией DSM.
Кроме того, сети изготавливаются из меди и нержавеющей стальной сетки. У таких сетей есть свои преимущества; они создают дополнительную защиту от штормов и хищников. Они также способны лучше удерживать свою форму. Все это влияет на максимальную емкость для рыбы в садке, а также на ее состояние. Тем не менее, такие материалы считаются более дорогостоящими, несмотря на то, что они имеют более продолжительный срок хранения. Кроме того, они больше весят, что затрудняет обработку больших сетей.
Форма садка поддерживается отдельными весами, либо тяжелым кольцом/грузилом на дне.
Поддержание формы крайне важно не только из-за потенциала системы, но и из-за защиты от тюленей, которые пытаются охотиться на рыбу. Цепи под давлением волн могут обдираться, поэтому должны быть заменены другим, более прочным материалом, таким как веревки Dyneema. В целом, инженерный выбор материала становится важным моментом в сложных условиях.
Обрастание сети увеличивает вес и снижает расход воды в садке. По этой причине, крайне важно использовать противообрастающее покрытие и/или выполнять часто чистку. Очистка может осуществляться при помощи водолазов или дистанционно управляемым очистителем. Если вся садковая система буксируется к береговой линии с целью сбора рыбы, сети удаляются и промываются в специальных стиральных барабанах. Когда рыба поставляется для уборки, сети могут быть удалены для мытья и чистки от обрастания.
Швартовка
Для структурной прочности важными факторами являются: количество точек швартовки, материал, выбранный для якорей и веревок, а также метод крепления к раме. Большие устройства часто используют несколько швартовочных ортогональных причалов. Во многих случаях, на стороне преобладающих ветров и волн устанавливаются двойные якоря и более прочные веревки. Швартовочные концы должны обладать требуемой гибкостью, чтобы при движении сетей, веревки натягивались не в полной мере и не создавали нагрузку (Karlsen 2012). Густая сеть швартовочных веревок и буев затрудняет движение судов из-за вынужденного совершения маневров вокруг объекта.
Производители крупных садков для аквакультуры предлагают профессиональные условия по швартовочному планированию.
Разработка зависит от качества морского дна: с хорошим осадком обычно используются плавниковые крепления, которые тянут на дно. Если дно скалистое, то в скале могут быть пробурены винтовые анкеры. В частности, при глубокой воде используется якорное крепление, иногда и на несколько единиц аквакультуры, прикрепленных к одной причальной линии.
В Финляндии глубина воды не представляет такой проблемы, как в остальных местах прибрежной аквакультуры, где глубина может быть более 100 метров. Частично по этой причине, существует тенденция расположения единиц в непосредственной близости от острова, так что иногда они даже могут крепиться к берегу.
Одним из вариантов помощи при швартовке и защите от волн предусматривает интеграцию садкового хозяйства с ветровыми электростанциями или нефтяными платформами. В таких случаях особое внимание необходимо уделить структуре, включая швартовку вместе с другими функциями и структурами (Buck 2013).
Помимо стабильных станций с причалом, для условий эксплуатации в открытом океане также были предложены дрейфующие или самоходные садковые хозяйства.
Система кормления
Рыба также может кормиться при помощи автоматизированных систем кормления как без надзора, так и с использованием процесса контроля. В течение вегетационного периода, предпочтительнее кормить рыб на ежедневной основе или даже несколько раз в день с целью максимизирования ее роста.
Исключением являются периоды, когда погода особенно теплая или холодная, а также периоды голодания рыбы до ее перемещения, потрошения или других стрессовых обработок. В морской аквакультуре обстоятельства могут ограничивать использование автоматизированных кормушек. С другой стороны, условия также могут ограничивать или затруднять посещение садков каждый день.
Типы кормушек, используемые в настоящее время в Финляндии не обязательно находятся в тяжелых условия в морской аквакультуре. К примеру, маятниковая кормушка непригодна для использования в морских условиях из-за нестабильности или перекорма при сильных волнах. Использование остальных типов традиционных кормушек также остается сомнительным из-за сильных нагрузок, оказываемых на садок.
Кормовые баржи стали обычным явлением в системе питания морских рыбных хозяйств. Их объем может вмещать вплоть до сотен тонн (рисунок 10.12). Питательные баржи, как правило, располагаются рядом с клетками, либо в середине кластера. Подача производится через трубы со сжатым воздухом, подаваемым с баржи в садки. Крупные баржи оснащены помещениями для сотрудников. Кормовые баржи, как правило, не заправлены; они должны быть отбуксированы к месту и поставлены на якорь. Они загружаются непосредственно производителями рыбных кормов. Крупнейшие кормовые баржи можно найти в Норвегии. Они способны противостоять волнам высотой в 7 метров.
Кормовые платформы, особенно специальный подающий корм трубопровод, может быть поврежден при сложных условиях. В открытых районах данная система считается обычной для рыб, питающихся с лодки. В таких случаях, персонал посещает платформы, когда это позволяют обстоятельства.
Несмотря на то, что лодка с питанием снижает риск повреждения и позволяет избежать крупных инвестиций в устройства подачи корма, данный метод нельзя считать самым эффективным подходом.
Каждый блок должен кормиться отдельно, поэтому кормление автоматически не производится. Поскольку пункт хранения корма может находиться далеко от хозяйства, процесс подачи корма может занять много времени или топлива (Kankainen & Mikaelsen 2013). Эффективность кормления может оказаться ниже, так как питание подается не автоматически и, соответственно, кормление рыб происходит реже. Процесс роста рыб может быть нарушен, если рыба не кормится каждый день.
Что касается погруженной аквакультуры, то для ее кормления необходимо выполнить поднятие на поверхность, если не предусмотрена система подводного кормления. При помощи труб подводного кормления можно избежать повреждения труб на поверхности. Проблема в подводном кормлении заключается в равномерном распространении кормления. Кроме того, при таких условиях сложнее контролировать рыб.
Рисунок 10.12 Кормовые баржи становятся все более популярными в садковых хозяйствах. Баржи AKVA Group могут вмещать от 100 до 700 тонн корма (сверху слева). Слева снизу изображены кормовые баржи в Турции, справа – в Норвегии. Изображения AKVA group.
Суда и оборудование
Работа судов, необходима изо дня в день для управление рыбоводным хозяйством: перевозка корма и рыбы, а также обслуживание садков, сетей, буев и якорей. Чаще всего используют суда длиной от 10 до 20 метров, оборудованные кранами для подъема сетей и мешков с кормом (рисунок 10.13). Суда имеют грузоподъемность в несколько тонн. В зависимости от их размера, скорости и оснащения, суда подобного рода стоят от 0,5 до 2 миллионов евро. Тем не менее возникает вопрос о целесообразности использования судов в настоящее время в открытых морских районах. Обслуживающее судно для лососевого хозяйства в открытом море может достигать 40 метров в длину и обладать грузоподъемностью до 100 тонн (рисунок 10.14). Инвестиции в суда могут обойтись дешевле, нежели инвестиции в другое производственное оборудование (проект «Service Vessel 2010», Heide et al. 2012). Для проверок обычно используются более меньшие по размеру мореходные катера.
Иногда экономически более эффективно кормить рыб непосредственно с судна.
В таких случаях, баки с кормом и системы кормления, как правило, устанавливаются непосредственно на судне, а корм выпускается рыбам посредством его выдувания. Лодки для кормления используются в тех случаях, когда невозможно использовать кормушки, прикрепленные к садкам в виду обстоятельств. Лодка для кормления также целесообразна, если единицы небольшие, а инвестирование в систему питания будет экономически не эффективным.
Недостатком кормления с лодки является то, что за день она может совершить только один-два выхода, а в непогоду и вовсе может не выйти. Лодка для кормления также занимает много рабочего времени.
В дополнение к работе судов могут использоваться различные специализированные суда. Например, если используются большие кормовые платформы , то, возможно, имеет смысл поставки корма в больших количествах непосредственно с завода-производителя корма. Подобное логистическое решение освобождает от необходимости периодической поставки корма малыми партиями. Кроме того, пропадает необходимость в обеспечении наземного хранения корма. Вероятно, подобную службу доставки лучше организовать через услуги аутсорсинга, если предприятие аквакультуры достаточно большое.
Рыба может транспортироваться на переработку в сосудах, которые устанавливаются с резервуарами и насосами на рыбном транспорте, либо в хороших лодках. Другой вариант – доставлять садки методом буксировки к берегу, где она уже и будет извлекаться. В прочем, существуют специализированные суда с различными устройствами, например, с роботами для очистки садков.
Типы сосудов и оборудования, необходимые для любого конкретного предприятия, зависят от того, какие действия следует предпринять в отношении рыбы и аквакультуры в процессе ее роста. В принципе, нет необходимости в использовании какого-либо нового оборудования для удаления мертвой рыбы или передачи или сортировки рыбы в морских условиях, однако сильное волнение на море, площадь садков, структура рамок и методы кормления оказывают влияние на выбор оборудования и инструментов.
Рисунок 10.13 20 тонная катамаранная лодка часто используется для проведения ежедневных процедур на норвежских лососевых садковых фермах. Краны предназначены для подъема мешков и сетей с кормом. Кроме того, на таких лодках может быть установлена система кормления. Изображение AKVA group
Рисунок 10.14 Удаленные фермы в открытых участках могут обслуживаться судами до 40 метров в длину. Изображение Aceaquaculture.
Оборудование экологического мониторинга, система раннего предупреждения и электричество
В морской аквакультуре не всегда целесообразно или возможно посещать клетки на ежедневной основе, а мониторинг и управление осуществляются дистанционно с берега, например, при помощи берегового блока управления. Система контроля кормления требует получения информации в режиме реального времени о поведении рыб, воде, температуре воды и содержании кислорода. Система мониторинга этих составляющих представляет собой отлаженную технологию на современных объектах аквакультуры. Кормление управляется системами, которые контролируют аппетит рыбы. Данная система наблюдает за любым несъеденным кормом: в этих случаях система прекращает подачу корма. Мониторинг садка, а также наблюдение за активностью рыб при помощи камер позволяет снизить риски, а также помогает повысить эффективность кормления рыбы. Информация может передаваться по беспроводной сети в диспетчерскую, если расстояние не слишком велико. Если расстояние велико, то может появиться необходимость в использовании релейных станций. Панели солнечных батарей и ветряные турбины могут удовлетворять малую потребность в электроэнергии, однако для подачи электроэнергии на платформы необходимы генераторы.
Разработка проекта и сдача его «под ключ»
Основные производители предоставляют широкий спектр продуктов, удовлетворяющий все потребности садковай аквакультуры, включая рамы, садки, якоря, швартовочные канаты, системы учета питания, а также контроля работы судов. Большинство производителей также предоставляют такие услуги, как оценка местоположение при выборе технологий.
В сложных условиях, все технологические компоненты должны легко интегрироваться и быть подходящими для процедур аквакультуры.
Кроме того, консультант предприятия проводит моделирование движения волн и садков на основе выбранного местоположения (например, Det Norske Veritas использует моделирование Riflex).
Особенности производства в условиях Балтийского моря
Зимние условия
В Балтийском море, зимние условия создают проблемы для технологий морской аквакультуры (Kankainen et al. 2013). Ледяной покров, сезон таяния и пакового льда должны быть приняты в учет при проектировании оборудования и производственного цикла. В садковых объектах аквакультуры в северной части Балтийского моря, садки должны перемещаться в защищенные места таким образом, чтобы не повредить их структуру перемещая через массы льда. Если рыба находится в садках, то местоположение зимовки должно выбираться таким образом, чтобы можно было выполнять контроль садков. Во время сезона оттепели, обслуживание садков и рыбы становится достаточно затруднительным, если единицы находятся не в непосредственной близости от берега. Чтобы справиться с сезоном оттепели, необходимы суда, способные пересекать тонкий лед. Если ледяной покров зимой достаточно плотный, то мониторинг может производиться при помощи таких транспортных средств, как снегоходы, гидрокоптеры или квадроциклы.
Осенью паковый лед может ломать или рвать даже особо прочные конструкции, находящиеся на глубине в несколько метров. Долговечность платформ, вероятно, не была испытана в условиях, когда образуется паковый лед или передвигаются большие массы льда, даже если известно, как противостоять степени заморозки. Одним из вариантов защиты клеток и структуры от льда в открытых районах моря было предложено погружать клетки на небольшую глубину по близости от ледяного покрова. Тем не менее, это достаточно рискованный шаг, так как оставление структуры без присмотра на зиму или на сезон оттепели приводит к отсутствию ежедневного контроля состояния рыб, что нарушает правила защиты животных.
Пустые структуры аквакультуры можно оставить на месте, если глубина воды достаточна для этих целей. Тем не менее, паковый лед может погружаться на несколько метров. Погружение пустых садков достаточно сомнительное, особенно если садки используются для перевода рыбы. До сих пор, производители аквакультуры находили места для хранения садков, где не может образоваться паковый лед и отсутствует движение ледовых масс. Зимой данные устройства не конфликтуют с другими видами использования акватории, как и в летнее время, так как отсутствует нагрузка на питательные вещества, к тому же в данном архипелаге проводит время куда меньше людей.
Весной лед тает быстрее в открытых районах Балтийского моря, нежели вблизи от береговой линии.
Однако, учитывая то, что на глубине вода нагревается дольше, чем в прибрежных районах, наиболее удобный сезон выращивания в открытых районах наступает позже, чем в прибрежных районах. Точно также, осенью морские объекты аквакультуры должны быть удалены раньше, чем в прибрежных районах, чтобы избежать риски, связанные с сезоном оттепели и возможными штормами. Тем не менее, сезон роста не обязательно должен быть короче, так как повышение температуры воды в середине лета редко достигает слишком высоких значений.
Волны и глубина
При выборе соответствующих технологий, прочие волновые климатические характеристики могут быть столь же важными, как и высота волны. В Балтийском море длина волн короче, а сами волны острее, чем в океане (Kankainen et al. 2013). Поскольку длины волн короткие, садки аквакультуры не ходят по волнам. Например, садок с окружностью в 100 метров имеет диаметр в 32 метра и типичную глубину от 10 до 20 метров. При больших волнах, садки захлестываются волнами, а рамки могут «повиснуть» на волнах.
Основным преимуществом подводных объектов является защита от чрезмерного волнения на море.
Однако таким объектам необходима глубина от 20 до 30 метров, поэтому структуры могут быть погружены достаточно глубоко. Районы с такой глубиной в финских архипелагах достаточно редки. С другой стороны, относительно небольшая глубина Балтийского моря облегчает швартовку объектов аквакультуры.
Адаптация производственного цикла
Не все этапы производства могут находиться в открытом море (Kankainen et al. 2013). Объекты питомника не находятся в открытом море, так как мальки еще малы и технология более уязвима к сложным условиям. Например, садки из сетей с более плотной сеткой имеют тенденцию деформирования в местах, где поток воды достаточно сильный. Так как мальки более восприимчивые к стрессовым ситуациям, они должны выращиваться под постоянным контролем. Поэтому на берегу должны быть созданы условия для успешного перемещения рыбы в открытое море. Аналогично, зимой места хранения рыбы должны располагаться как можно ближе к берегу, чтобы можно было обеспечить непрерывную поставку рыбы на рынок, особенно в период сезона оттепели. Производственный цикл предлагается и для хозяйств с радужной форелью, где мальки выращиваются до необходимых размеров за один вегетационный период с дальнейшим переводом в морской объект. Если производственный процесс обработки готовой рыбы откладывается на один вегетационный период, то зимой при хранении увеличиваются риски и издержки производства. Кроме того, увеличение производственного цикла приводит к увеличению смертности. В условиях Балтийского моря, возможность использования всего вегетационного периода очень важна. Установка морских объектов аквакультуры и перевод в них рыбы весной должен производиться быстро, в период начала вегетационного периода, также должна иметься возможность удаления и хранения единиц до зимы, чтобы ни один вегетативный период не был потерян.
Конкурентоспособность и проблемы морского хозяйства
При принятии морского хозяйства, многие факторы, влияющие на конкурентоспособность изменяются. Инвестиции и логистические издержки увеличиваются, поскольку производство перемещается дальше в море и выполняется в более сложных условиях. Оборудование для противостояния сложным условиям (садки, кормушки и суда) обходятся дороже, нежели оборудование, пригодное для внутренней части архипелага (Kankainen & Mikaelsen in prep.). При обслуживании на большем расстоянии, увеличиваются издержки на топливо, а также увеличивается количество рабочего времени.
Кроме того, продолжительность вегетационного периода, температура воды, пригодные места и организация кормления могут повлиять на способы роста, смертность или эффективность кормления рыбы.
Тем не менее, новая технология, в зависимости от инвестиций, может сделать отрасль более конкурентоспособной, нежели традиционные технологии производства. Поскольку морские технологии фермерского хозяйства требуют больших инвестиций, конкурентное преимущество обеспечивается путем увеличения производственных мощностей. При атлантическом лососевом производстве, оборудование производит миллионы килограммов рыбы, что делает его более конкурентоспособным. В крупнейших странах, выращивающих лосося, в Чили и Норвегии, ни одно из производств не находится в открытом море а, вместо того, находятся в защищенных районах рядом с островами и фьордами. Данные более защищенные места позволили использовать традиционные методы аквакультуры в более надежном ее понимании, поэтому производство стало более эффективным, а количество единиц было увеличено (Asche et al. 2013). Кажется, что технология погружения не является конкурентоспособной при разведении лосося, так как в странах-производителях не было инвестиций в такой тип решения. Погруженные методы до сих пор используются в открытом море только для выращивания более ценных видов рыбы.
Поскольку основные производственные мощности Балтийского моря сосредоточены на радужной форели, конкурирующей на рынке с атлантическим лососем из Норвегии и Чили, средний размер объектов в Балтийском море должен быть увеличен с целью повышения конкурентоспособности. Производство, соответственно, должно переместиться к краям открытого моря, в районы близ островов, так как традиционная технология и существующая инфраструктура может быть использована на данных объектах.
Проблемы исследования и разработки
Высказывалось предположение, что морская аквакультура представляет собой единственный способ реагирования на возрастание потребности в белке и увеличении спроса на рыбу. В мире существует достаточно мест для подобного производства, так как большую часть поверхности Земли составляют воды. В области рыболовства, как и в сфере животноводства, необходимо принимать во внимание факторы устойчивого развития: состояние рыбы, факторы окружающей среды, безопасность труда сотрудников и экономику (Willumsen 2012). В разработке продукта поддержки морских ферм необходимо найти решения проблем, связанных с данными факторами, из-за которых производство не может устойчиво развиваться.
Некоторые всемирные проблемы были отмечены в плане распространения морской аквакультуры.
Рыба не может находиться под наблюдением все время, в целях обеспечения ее надлежащего состояния. Большое расстояние от берега и местные погодные условия могут оказывать трудности на своевременное удовлетворение спроса из-за погоды. Большое расстояние также осложняет передачу информации и энергии, необходимых для улучшения мониторинга рыбы. Расстояние также влияет на операции обслуживания и их стоимость. Сложные условия влияют на безопасность труда и инвестиционные затраты. Все эти задачи должны быть выполнены таким образом, чтобы морская аквакультура стала достаточно выгодной для привлечения инвестиций предпринимателей (Willumsen 2012).
Рыбоводы определили следующие проблемы при развитии продукта морской аквакультуры (Willumsen 2012):
- Суда должны быть безопасными и пригодными для использования в сложных условиях. Переводы должны быть быстрыми, а суда должны быть оборудованы технологическими решениями, облегчающими деятельность аквакультуры и иметь достаточную несущую способность.
- Безопасность на борту судов и сообщение с сооружениями аквакультуры в сложных условиях.
- Садковая технология. Садки должны сохранять свою форму и размер, а также быть достаточно прочными и легкими по отношению к объему. Садки должны защищать рыбу от хищников, особенно от тюленей.
- Операции обслуживания клеток и технологические решения. Должна иметься возможность в поднятии, установке и чистке садков в сложных условиях.
- Технологические решения для мониторинга, такие как передача информации и производство электроэнергии должны развиваться и далее.
- Морских объектов в Балтийском море должно быть больше, чтобы быть экономически эффективными, но, с другой стороны, не должны становиться причиной чрезмерной нагрузки на питательные вещества. На зиму такие средства должны удаляться на берег. Монтаж сооружений весной и их удаление осенью должны быть хорошо спланированы, быстрыми и практичными. Для незащищенных морских участков должна выполняться оценка объема нагрузки на сооружения по длинам волн Балтийского моря. На глубине, где, в частности, имеется сильное волнение, могут быть осуществлены полупогруженные системы.
Йони Виелма, Маркус Канкайнен
Оригинал – Offshore fish farming technology in Baltic Sea conditions. Jouni Vielma and Markus Kankainen. Reports of Aquabest project 10 / 2013
