Nuôi trồng thủy sản đang trải qua một sự thay đổi mô hình với sự xuất hiện của lồng kín mới cho nuôi trồng thủy sảnhệ thống tìm kiếm giảm thiểu tác động môi trường và cải thiện phúc lợi cá. Ngày càng nhiều dự án thí điểm và giải pháp thương mại chứng minh rằng có thể sản xuất được nhiều cá hơn và chất lượng hơn, ít cá thoát ra ngoài, ít bệnh tật hơn và quản lý môi trường được kiểm soát tốt hơn nhiều.
Trong bối cảnh này, những cái tên như Starfish, BlueSafe, Aquatraz C2, Heimdall hoặc màng lồng kín linh hoạtNhững hệ thống này, đang được thử nghiệm chủ yếu ở Na Uy nhưng cũng đang được triển khai ở các quốc gia khác, bổ sung cho các lồng nuôi truyền thống và hapas, vốn vẫn đóng vai trò quan trọng trong nhiều trang trại, và các hệ thống nuôi khép kín từ các công ty như Cermaq. Tất cả những điều này cho thấy ngành nuôi trồng thủy sản đang hướng tới một mô hình bền vững hơn, tiên tiến hơn về công nghệ và chú trọng hiệu suất.
Lồng nuôi trồng thủy sản kín là gì và tại sao chúng ngày càng được ưa chuộng?
Lồng kín là hệ thống nuôi cá ở biển hoặc hồ, nhưng tách biệt với môi trường bên ngoài bằng cấu trúc lưới, màng hoặc túi kín nước Hệ thống này kiểm soát lượng nước chảy vào và ra. Không giống như các lồng nuôi mở thông thường, ở đây nước có thể được lọc, dòng chảy được điều chỉnh, nồng độ oxy được quản lý tốt hơn, và quan trọng hơn, việc tiếp xúc với các ký sinh trùng như rận biển có thể được giảm đáng kể.
Thay vì một chiếc vòng đơn giản và một tấm lưới treo, các giải pháp này kết hợp màng kỹ thuật, hệ thống thủy lực bên trong, cảm biến, cửa hút nước sâu Và trong nhiều trường hợp, các công nghệ chuyên biệt được sử dụng để thu gom và quản lý bùn và chất thải tích tụ dưới đáy cấu trúc. Kết quả là một môi trường nuôi được kiểm soát chặt chẽ hơn nhiều, giống như một "bể chứa trên biển" hơn là một lồng nuôi truyền thống.
Loại hình khép kín này đặc biệt liên quan đến việc trồng trọt Cá hồi Đại Tây Dươngvì đây là loài có giá trị cao và rất nhạy cảm với các vấn đề như rận biển, nhưng công nghệ đang thích ứng với các loài sinh vật biển và nước ngọt khác trong giai đoạn nuôi thương phẩm và sau giai đoạn cá hồi non. Một số phát triển đã được thử nghiệm trong nhiều năm, với kết quả nhất quán trong tỷ lệ tử vong, tăng trưởng và sức khỏe của cá.
Ngoài thành phần sản xuất, nhiều dự án trong số này được sinh ra như một phản ứng đối với các yêu cầu quy định ngày càng nghiêm ngặtMột ví dụ rõ ràng là tỉnh British Columbia của Canada, nơi đã đề xuất nghĩa vụ sử dụng lồng kín để nuôi cá hồi vào một số ngày nhất định, điều này thúc đẩy việc áp dụng các công nghệ này trên phạm vi quốc tế.
Sao biển và cuộc cách mạng sàn nổi ở Listafjord
Dọc theo bờ biển Listafjord, ở Quận Agder (Na Uy), một giải pháp được thiết kế để tấn công một trong những những vấn đề đau đầu nhất của nghề nuôi cá hồi: sự kết hợp của ống xả de peces và sự phát triển của ký sinh trùng. Đây là lồng nổi kín mới dành cho cá hồi, được thiết kế như một hệ thống năng động và tự động hóa cao.
Cái lồng này có biệt danh là "Sao biển"Một nguyên mẫu, đường kính khoảng 20 mét, đã được vận hành trong điều kiện thực tế từ tháng 3 năm 2021 ngoài khơi bờ biển Flekkefjord. Dự án đang được phát triển bởi nhà cung cấp thiết bị hàng hải Nekkar, hợp tác chặt chẽ với các chuyên gia trong ngành, bao gồm cả công ty nuôi trồng thủy sản nổi tiếng Lerøy. Mục tiêu rất rõ ràng: giữ cá ở đúng vị trí, giảm thiểu cá thoát ra ngoài và kiểm soát ký sinh trùng biển.
Phần quan trọng nhất của khái niệm Sao biển là nắp nổi hoạt động như một túi dưới nước và đồng thời là nắp trên của lồng. "Túi" này phải chịu được áp lực cơ học đáng kể và ngăn ngừa rò rỉ. de peces và, đến lượt mình, tuân thủ yêu cầu về môi trường rất nghiêm ngặtcả về độ bền, khả năng tái chế và hiệu suất trong môi trường biển.
Để giải quyết vấn đề rất tế nhị này, công ty Protan của Na Uy đã phát triển một loạt màng PVC nổi có thể tái chế dưới thương hiệu BlueSafe. Với hơn 80 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực màng và vải kỹ thuật cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe như ngành dầu khí hoặc lưu trữ nước ở vùng sa mạc, Protan đã điều chỉnh và cải tiến công nghệ để đáp ứng những thách thức cụ thể của ngành nuôi trồng thủy sản.
Trong trường hợp cụ thể của Starfish, Protan đã tạo ra một Chất lượng màng mới trong phạm vi BlueSafeVới những đặc tính vượt trội: vật liệu đối xứng, độ ổn định kích thước cao và độ bền đã được chứng minh qua thử nghiệm chu kỳ nghiêm ngặt tại Viện nghiên cứu và công nghệ SINTEF ở Na Uy. Tất cả những điều này đảm bảo boong tàu có thể chịu được nhiều năm hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt của đại dương.
Protan BlueSafe: phát triển, lắp ráp và tiếp cận môi trường
Công trình của Protan với màng BlueSafe cho nuôi trồng thủy sản Công nghệ này không tự nhiên mà có. Từ đầu những năm 2000, công ty đã phát triển màng và hệ thống vận chuyển và lưu trữ nước ngọt, ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt như Bán đảo Ả Rập. Nền tảng công nghệ tương tự sau đó đã được áp dụng vào các giải pháp chuyên biệt cho ngành dầu khí và các lĩnh vực khác với yêu cầu rất khắt khe.
Với kinh nghiệm đó, Protan đã lựa chọn phương pháp tiếp cận hướng đến khách hàng: thiết kế vỏ bọc hợp tác trực tiếp với các nhà khai thác nuôi trồng thủy sảnSản phẩm được thiết kế riêng theo yêu cầu cụ thể của từng dự án và vùng trồng trọt. Ý tưởng là tận dụng kiến thức thực tế của nhà sản xuất kết hợp với chuyên môn kỹ thuật của công ty để đạt hiệu suất tối ưu trong mọi trường hợp.
Việc sản xuất và lắp ráp các loại vỏ bọc này được thực hiện tại Nhà máy Protan ở Nesbyen (Na Uy)Một phần công việc được thực hiện tại nhà máy và một phần khác được thực hiện trực tiếp trên lồng, nơi các kỹ thuật viên chống thấm chuyên nghiệp, mặc áo phao, hàn các mối nối bằng khí nóng và điện. Phương pháp lắp đặt này là không phát thảiđiều này mang lại lợi ích bổ sung về mặt môi trường.
Trong quá trình lắp ráp, những thứ sau đây cũng được cài đặt: khuyết và vòng Những đặc điểm này tạo điều kiện thuận lợi cho việc gắn và tích hợp màng vào cấu trúc nổi. Mục tiêu là đảm bảo cụm lắp ráp không chỉ kín nước và chắc chắn mà còn dễ dàng vận hành, bảo trì và thích ứng với những thay đổi trong vận hành hoặc các quy định hiện hành.
Ngoài lồng kín và váy chống ký sinh trùng, màng BlueSafe còn được ứng dụng trong rừng tảo bẹ nhân tạoNhững vật liệu này được sử dụng để lót khay nuôi và phủ lên cả bể cũ và mới dành cho cá giống cũng như các loài cá sạch. Tính linh hoạt này cho thấy một nhóm vật liệu duy nhất có thể hỗ trợ các giải pháp nuôi trồng thủy sản bền vững khác nhau.
Lồng kín linh hoạt: Đề xuất của Serge Ferrari
Một yếu tố quan trọng khác trong quá trình phát triển của lồng kín là công nghệ Lồng linh hoạt được phát triển bởi Serge FerrariTrong trường hợp này, cá được nuôi trong một loại "hộp" dưới biển, tách biệt với môi trường bên ngoài bằng sự kết hợp giữa lưới cấu trúc và màng mềm dẻo được thiết kế đặc biệt cho nuôi trồng thủy sản.
Nguyên mẫu của giải pháp này là trong thử nghiệm trong khoảng ba năm ở Na UyĐiều này cho phép họ xác thực hiệu suất của công nghệ trong môi trường thực tế, với sóng biển, thay đổi nhiệt độ và áp suất vận hành đặc trưng của ngành sản xuất cá hồi. Bắt đầu từ năm 2017, công ty bắt đầu triển khai công nghệ này trên phạm vi quốc tế cho các loài khác trong giai đoạn nuôi thương phẩm, chứng minh rằng đây không phải là giải pháp độc quyền cho cá hồi.
Các kết quả quan sát được trong những lồng kín linh hoạt này bao gồm giảm rõ rệt tỷ lệ tử vongViệc loại trừ các loại ký sinh trùng như rận biển đạt được nhờ nguồn nước đầu vào được kiểm soát, nồng độ oxy ổn định hơn và tốc độ tăng trưởng cạnh tranh cao. Tất cả những điều này đạt được mà không cần phải xử lý ký sinh trùng thường xuyên, tác động trực tiếp đến chi phí và giảm việc sử dụng thuốc.
Về quản lý chất thải, hệ thống của Serge Ferrari kết hợp một phương pháp rất thú vị: Nước được lọc qua và bùn ở dưới đáy được thu gom.Chúng được sấy khô và sử dụng làm phân bón hữu cơ. Bằng cách này, một phần đáng kể các chất dinh dưỡng trước đây bị thất thoát vào môi trường biển sẽ được thu hồi và tái hòa nhập vào chuỗi sản xuất trên cạn.
Việc duy trì màng giữa các chu kỳ sản xuất có vẻ là một nhiệm vụ tương đối đơn giản, với thời gian sử dụng ước tính khoảng 10 năm cho toàn bộ cấu trúc lồng. Hơn nữa, tính linh hoạt của nó cho phép màng hấp thụ năng lượng sóng, ngăn ngừa vỡ vỡ vốn thường gặp ở các kết cấu sợi thủy tinh cứng hoặc bê tông. Dựa trên điều này, Serge Ferrari đã xây dựng mạng lưới phân phối và tích hợp toàn cầu từ năm 2018 để đưa giải pháp của mình đến nhiều thị trường khác nhau.
Aquatraz C2: thế hệ mới của lồng kín thể tích lớn
Trong số các dự án quy mô lớn, sự cam kết của Tập đoàn hải sản Leroy và SalMar bởi hệ thống Aquatraz C2, được phát triển cùng với Seafarming Systems. Cả hai công ty đã công bố khoản đầu tư chung để xây dựng sáu đơn vị của mô hình này, với mục tiêu gấp đôi sản lượng mà họ đã quản lý bằng các công nghệ trước đây và củng cố vị thế dẫn đầu về công nghệ của Na Uy trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản khép kín.
Aquatraz C2 kế thừa kinh nghiệm từ mẫu S1 của Lerøy và các lồng Aquatraz đầu tiên của SalMar, nhưng có bước tiến vượt bậc về thể tích và thiết kế thủy lực. Mỗi lồng sẽ có sức chứa 70.000 mét khối nước và sẽ có sáu cửa hút nằm ở độ sâu khoảng 35 mét, đảm bảo thu thập được nguồn nước lạnh và sạch, với áp suất rận biển rất thấp.
Chiến lược lấy nước từ các lớp sâu hơn này cho phép chúng ta làm việc với nước có nhiệt độ và chất lượng ổn định hơnĐiều này cải thiện phúc lợi cá và giảm nhu cầu điều trị. Việc liên tục bổ sung thể tích bên trong giúp duy trì lượng oxy tốt và cho phép loại bỏ chất thải một cách có kiểm soát.
Theo kế hoạch hiện tại, đợt trồng đầu tiên de peces Những lồng Aquatraz C2 này được lên kế hoạch cho quý đầu tiên của năm 2027, bắt đầu hoạt động toàn diện vào năm 2028. Một phần của cấu trúc sẽ được sản xuất tại Trung Quốc, trong khi quá trình lắp ráp cuối cùng sẽ được thực hiện tại các xưởng đóng tàu của Na Uy, với sự tham gia của một số nhà cung cấp công nghệ địa phương và châu Âu.
Các giám đốc điều hành của Lerøy và SalMar khẳng định rằng cam kết sản xuất lồng kín này không nhằm mục đích thay thế đột ngột hoạt động nuôi trồng thủy sản truyền thống, nhưng bổ sung các công nghệ hiện cóÝ tưởng là có thêm các giải pháp để phát triển bền vững, giảm phát thải và giải quyết những thách thức môi trường ngày càng phức tạp trên quy mô toàn cầu.
Heimdall của ScaleAQ: lồng kín dạng mô-đun, tiết kiệm năng lượng
Một giải pháp khác đang ngày càng được chú ý là HeimdallLồng kín đầu tiên dành cho nuôi trồng thủy sản biển được nhà cung cấp quốc tế ScaleAQ tiếp thị. Ý tưởng này đã được giới thiệu tại hội chợ thương mại AquaNor ở Trondheim và khách hàng đầu tiên là Hardingsmolt, một nhà điều hành có kinh nghiệm dày dặn trong lĩnh vực lồng nổi kín dành cho cá hồi hậu smolt từ năm 2019.
Heimdall là một lồng dài 160 mét với sản lượng hiệu quả khoảng 20.000 m³. Cấu trúc này sở hữu hệ thống thủy lực bên trong được thiết kế tỉ mỉ để tối ưu hóa hiệu suất nuôi cá, duy trì dòng nước hiệu quả và mức tiêu thụ năng lượng rất thấp. Trên thực tế, tổng lượng nước bên trong được thay mới từ một đến hai lần mỗi giờ.
Thiết kế mô-đun của Heimdall cho phép nó được điều chỉnh tương đối dễ dàng để các cấu hình tăng trưởng khác nhauHệ thống này phù hợp cho cả cá hồi hậu smolt và cá thương phẩm, thậm chí có thể hoạt động ở vùng nước nông hơn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất hay độ an toàn. Điều này mang lại cho người nuôi cá sự linh hoạt đáng kể trong việc lựa chọn địa điểm và điều chỉnh mức sinh khối.
Việc bán đơn vị đầu tiên diễn ra vào thời điểm đặc biệt thuận lợi, trùng với Chương trình linh hoạt về môi trường của chính phủ Na Uy dành cho người nuôi cá ở miền Tây đất nước. Chương trình này cho phép sử dụng một phần sinh khối được phân bổ, vốn được treo dưới hệ thống đèn giao thông của Na Uy, với điều kiện sử dụng hệ thống bao vây kín để giảm thiểu tác động sinh thái.
Theo ScaleAQ, Heimdall đáp ứng mọi yêu cầu về quy định và được thiết kế cho để đảm bảo hoạt động mạnh mẽ và có lợi nhuậnMục tiêu của công ty là cung cấp lồng nuôi khối lượng lớn giúp sản xuất hiệu quả, với chi phí cạnh tranh và nền tảng kỹ thuật vững chắc khuyến khích nhà sản xuất đầu tư vào nhiều đơn vị.
Lồng và hapas: nền tảng của nhiều hệ thống nuôi trồng thủy sản
Mặc dù cuộc trò chuyện ngày càng tập trung vào các giải pháp công nghệ cao, khép kín, lồng và chảo truyền thống (hapas) Chúng vẫn đóng vai trò thiết yếu trong nhiều dự án nuôi trồng thủy sản, cả trong môi trường nước ngọt và nước mặn. Những cấu trúc này cho phép nuôi cá hoặc các sinh vật thủy sinh khác trong không gian hạn chế, đồng thời vẫn duy trì sự trao đổi nước trực tiếp với môi trường xung quanh.
Lồng thông thường thường là cấu trúc lưới kín Các hệ thống này được lắp đặt trong ao, sông, hồ hoặc các khu vực biển được bảo vệ. Vật liệu phổ biến nhất của chúng là nhựa gia cố, kim loại hoặc polyester, được thiết kế để chống ăn mòn và thời tiết khắc nghiệt. Thiết kế của chúng thúc đẩy tuần hoàn tự nhiên và oxy hóa, mặc dù có thể bổ sung hệ thống sục khí bổ sung ở những khu vực có trao đổi không khí thấp.
Các hapas hoặc pantenes Đây là những lồng nổi nhỏ hơn, thường được sử dụng để nuôi cá bột hoặc bảo vệ cá giống. Kích thước nhỏ gọn cho phép quản lý chính xác việc cho ăn, mật độ thả giống và theo dõi sức khỏe. Chúng được lắp đặt trong cả ao và hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn, đóng vai trò như một "vườn ươm" hoặc mô-đun sinh sản có kiểm soát.
Trong cả hai trường hợp, vật liệu được lựa chọn để chịu được thời gian dài trong nước, bằng cách sử dụng PVC và polyethylene hoặc dây kim loại mạ kẽm đảm bảo tuổi thọ lâu dài với chế độ bảo trì hợp lý. Hình dạng lồng có thể là tròn, vuông hoặc chữ nhật, trong khi hapas thường là hình chữ nhật hoặc hình trụ tùy thuộc vào loài và mục tiêu sản xuất.
Trong số những lợi thế chính của các giải pháp đơn giản hơn này là kiểm soát môi trường cơ bản, bảo vệ khỏi động vật ăn thịt và tăng hiệu quả bằng cách quản lý mật độ tốt hơn de peces và cho ăn. Nhờ đó, các loài như cá hồi, cá rô phi hoặc cá mú được nuôi với quy mô lớn trong các hệ thống mở hoặc bán kín, dựa vào hapas trong các giai đoạn quan trọng như nuôi cá bột hoặc sinh sản.
Hệ thống lồng kín của Cermaq và việc bảo vệ hệ sinh thái
Công ty Cermaq đã phát triển riêng của mình hệ thống lồng kín với trọng tâm rất rõ ràng: bảo vệ cả cá nuôi và quần thể cá hoang dã ở các vùng ven biển nơi hoạt động. Nhiều khu vực trong số này có sự hiện diện mạnh mẽ của các cộng đồng bản địa và ngoại lai, những cộng đồng phụ thuộc rất nhiều vào sức khỏe của hệ sinh thái biển.
Một trong những khía cạnh mà Cermaq đã nghiên cứu trong nhiều năm là Mối quan hệ giữa caligus (rận biển), cá hồi nuôi và cá hoang dãCông ty đã tìm cách phối hợp hoạt động sản xuất với mô hình di cư địa phương để giảm thiểu nguy cơ ký sinh trùng ảnh hưởng đến cá hồi hoang dã trong quá trình di chuyển đến và đi từ khu vực sinh sản.
Trong những năm gần đây, Cermaq đã kết hợp các giải pháp ngăn chặn kín cho phép kiểm soát chặt chẽ hơn nhiều các yếu tố như oxy hóa nước, nhiệt độ hoặc dòng chảy thủy động lựcCác thông số này được theo dõi bằng hệ thống cảm biến tiên tiến, giúp theo dõi liên tục tình trạng của cá và phát hiện sớm mọi vấn đề về sức khỏe hoặc phúc lợi của cá.
Bằng cách có thông tin này có sẵn theo thời gian thực, nhà sản xuất có thể nhanh chóng điều chỉnh lượng thức ăn, lưu lượng nước hoặc oxyĐiều này làm giảm căng thẳng và do đó, giảm nguy cơ mắc bệnh. Cách tiếp cận này phù hợp với xu hướng chung của ngành nuôi trồng thủy sản chính xác dựa trên dữ liệu, thay vì chỉ dựa vào quan sát trực quan truyền thống.
Hệ thống lồng kín của Cermaq cho thấy công nghệ có thể liên kết các mục tiêu sản xuất với bảo vệ đa dạng sinh học và tôn trọng cộng đồng ven biển, cung cấp một mô hình mà các công ty khác có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sự phát triển của riêng họ.
Thiết kế vận hành: khả năng chống sóng và hiệu suất trong điều kiện khắc nghiệt
Nhiều lồng mới và hệ thống khép kín này đã được thiết kế cho hoạt động trong môi trường biển khắc nghiệtvới sóng lớn và trong một số trường hợp, thậm chí cả bão. Có những giải pháp được thiết kế cho hồ và biển khơi, có thể chịu được sóng cao tới khoảng sáu mét, duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc và trạng thái ổn định trong những cơn bão lớn.
Để đạt được điều này, vật liệu có độ bền cao được kết hợp với thiết kế phân phối tải trọng và hấp thụ một phần năng lượng của sóngVí dụ, lồng linh hoạt thích ứng với chuyển động của nước, giảm ứng suất, trong khi các cấu trúc cứng hơn sử dụng các chi tiết gia cố và hình học giúp phân tán ứng suất cơ học tốt hơn.
Ngoài sức bền thể chất, người ta còn chú ý nhiều đến Tiêu thụ năng lượng liên quan đến hệ thống thủy lực và trao đổi nước. Các dự án như Heimdall cho thấy có thể làm mới hoàn toàn thể tích bên trong một hoặc hai lần một giờ với mức tiêu thụ năng lượng thấp, một yếu tố then chốt cho khả năng kinh tế lâu dài.
Những kinh nghiệm tích lũy được trên các trang trại lớn, bao gồm Dự án cá rô phi và các loài khác ở các quốc gia có bãoHọ cung cấp phản hồi có giá trị về độ bền vững của những thiết kế này. Các tài liệu tham khảo vận hành tích cực từ các trang trại lớn và các dự án của chính phủ giúp xác thực rằng các hệ thống này không chỉ hoạt động trên lý thuyết mà còn trong điều kiện thực tế đầy thách thức.
Tất cả những nỗ lực trong thiết kế và thử nghiệm thực địa này đều có một mục tiêu chung: đảm bảo rằng lồng kín có thể hoạt động trong nhiều năm mà không gặp sự cố nghiêm trọnggiảm thiểu rủi ro cho người sản xuất, cho cá và cho môi trường xung quanh.
Với việc bổ sung các dự án như Starfish, BlueSafe, lồng linh hoạt của Serge Ferrari, Aquatraz C2, Heimdall, lồng và hapas cổ điển, và hệ thống của Cermaq, ngành nuôi trồng thủy sản đang xây dựng một danh mục các giải pháp cho phép điều chỉnh mức độ đóng cửa, mức độ kiểm soát và đầu tư được điều chỉnh phù hợp với nhu cầu của từng khu vực, loài và mô hình kinh doanh. Sự đa dạng về công nghệ này đang mở đường cho một nền sản xuất có trách nhiệm và bền vững hơn, phù hợp với nhu cầu ngày càng tăng về môi trường và xã hội, mà không ảnh hưởng đến lợi nhuận hay an ninh lương thực.
