王 宏 沈 瑞 嚴 俊 袁 華

（1.南方海洋科學與工程廣東省實驗室（湛江），廣東湛江 524002；2.華中科技大學，湖北武漢 430074）

1 項目簡介

近年來，我國在大型深遠海養(yǎng)殖裝備上開展了諸多研究與實踐。2023 年年初，中共中央國務院發(fā)布的“中央一號”文件特別指出，要“建設現(xiàn)代海洋牧場，發(fā)展深水網(wǎng)箱、養(yǎng)殖工船等深遠海養(yǎng)殖”。以“國信1 號”為代表的大型養(yǎng)殖工船為樹立大食物觀、構建多元化食物供給體系指明了方向。

金鯧魚，學名卵形鯧鲹(Trachinotus ovatus)，隸屬于鱸形目，是一種中上層暖水性的廣鹽性魚類，廣泛分布于東南亞和地中海地區(qū)的熱帶和亞熱帶海域，是我國廣東、廣西、海南、福建沿海大規(guī)模養(yǎng)殖的經(jīng)濟性魚類[1-2]。

本項目團隊對標“國信1 號”，系統(tǒng)總結深遠海漁業(yè)養(yǎng)殖運行模式優(yōu)化設計方法[3]，進行游弋式養(yǎng)殖工船的創(chuàng)新設計。

2 養(yǎng)殖模式

2.1 養(yǎng)殖水艙劃分方式

本船總共120000m3養(yǎng)殖水體，分為1#、2#、3#、4#、5#共5 個養(yǎng)殖水艙，每個養(yǎng)殖水艙容積24000m3。其中，3 號艙規(guī)劃為小魚養(yǎng)殖艙（共24000m3），1、2、4、5 號艙規(guī)劃為成魚養(yǎng)殖艙（共96000m3）。

1 個小魚養(yǎng)殖艙生產(chǎn)的小魚負責供應4 個成魚養(yǎng)殖艙。小魚養(yǎng)殖艙的魚尾數(shù)密度約為成魚養(yǎng)殖艙的4 倍。養(yǎng)殖艙之間通過活魚輸送通道連接，可進行自動化輸送。

2.2 卷積生產(chǎn)養(yǎng)殖模式

根據(jù)金鯧魚的生命周期，規(guī)劃金鯧魚的養(yǎng)殖過程。

（1）魚卵孵化。在陸地魚苗工廠進行親魚選育、人工育苗，養(yǎng)殖到30mm 以上規(guī)格的魚苗，培育周期約20 天。

（2）魚種培育。在陸地養(yǎng)殖工廠或者近岸網(wǎng)箱進行魚種培育，養(yǎng)殖到約8 ～10cm（6 ～13g）規(guī)格的幼魚，培育周期約40 天。

（3）小魚養(yǎng)殖。通過活魚運輸船將適宜大小魚種運送到養(yǎng)殖工船上，在小魚養(yǎng)殖艙進行后續(xù)養(yǎng)殖，養(yǎng)殖到約150g 的小魚，培育周期約1.5 個月，一年可生產(chǎn)8 批小魚。

（4）成魚養(yǎng)殖。通過養(yǎng)殖工船上的輸送系統(tǒng)將滿足規(guī)格的小魚輸送到成魚養(yǎng)殖艙進行養(yǎng)殖，養(yǎng)殖成為約500g 的成魚，培育周期約3 個月。成魚養(yǎng)殖艙劃分成2 組，實現(xiàn)每1.5個月接收1 批小魚，生產(chǎn)1 批成魚，一年生產(chǎn)8 批成魚。

（5）收漁。養(yǎng)殖工船駛近海岸，由運輸船靠泊養(yǎng)殖工船，進行海面上的成魚轉運。成魚養(yǎng)殖艙完成出漁后，小魚養(yǎng)殖艙向成魚養(yǎng)殖艙補充下一批小魚；由活魚運輸船向小魚養(yǎng)殖艙補充下一批幼魚，如此滾動式循環(huán)養(yǎng)殖。

以上養(yǎng)殖流程具有交替重復循環(huán)的特征，與數(shù)學中的卷積運算較為相似，故稱之為卷積生產(chǎn)養(yǎng)殖模式。

根據(jù)上述分析，在相同養(yǎng)殖工船和成魚養(yǎng)殖密度的情況下，采用陸海接力、分級養(yǎng)殖的卷積式生產(chǎn)模式可實現(xiàn)96000m3養(yǎng)殖4 季成魚。如果不采用該方式，那么一年120000m3水體僅可養(yǎng)殖2 季成魚，前者較后者年產(chǎn)量可提高60%。

3 經(jīng)濟模型

選定市場收購價格（S）為設計變量，選定投資回收期（PBP）、成本利潤率（M）為經(jīng)濟評價指標，通過成本收益分析法，建立設計變量與經(jīng)濟評價指標的關聯(lián)模型。

3.1 成本模型

3.1.1 固定成本（C1）

項目固定成本（C1）是指不受產(chǎn)量（E）因素影響，在正常養(yǎng)殖情況下基本保持不變的成本，主要包括固定資產(chǎn)攤銷成本（Cd）、財務成本（Cf）、人工成本（Cs）、燃油成本（Cg）、維修成本（Cmt）、保險費（Ci）及其他費用（Co）。

本船造價預估為52000 萬元，按照一次性投資，設計壽命為25 年，采用直線折舊法，全部折舊后剩余殘值率為初始造價的10%，每年固定資產(chǎn)攤銷成本Cd=1872 萬元。

假定項目自籌30%資金、融資70%，年利息率8%，每年支付的財務成本Cf=2912 萬元。

根據(jù)本船舶操作和養(yǎng)殖作業(yè)需求，設計工作人數(shù)26人，每人平均年工資按照15 萬元/人計算，每年人工成本Cs=390 萬元。

燃油消耗方面分為養(yǎng)殖系統(tǒng)和船舶系統(tǒng)兩方面進行分析。養(yǎng)殖系統(tǒng)主要為養(yǎng)殖循環(huán)水耗油，循環(huán)水系統(tǒng)按照每天最大循環(huán)16 次設計，水泵功率為2000kW，每年養(yǎng)殖系統(tǒng)耗油約2102t。船舶系統(tǒng)主要為航行耗油，航行時主機功率為3000kW×2，每年船舶系統(tǒng)耗油約749t。船舶每年總計耗油約2851t，按照0.4 萬元/t 計算，全年燃油成本Cg=1140.4 萬元。

船舶年度維修費率、年度保險費率、其他開支分別設定為總投資的2%、1%、1%估算，維修成本Cm=1040萬元，保險費Ci=520 萬元，其他費用Co=520 萬元。

綜上計算，每年固定成本C1=Cd+Cf+Cs+Cg+Cmt+Ci+Co=8394.4 萬元。

3.1.2 變動成本（C2）

項目變動成本（C2）是指根據(jù)養(yǎng)殖產(chǎn)量（E）變化的成本，主要包括飼料成本（Cff），魚苗成本（Cb）和生產(chǎn)管理成本（Cmg）。本船采用深遠海生態(tài)性養(yǎng)殖，魚藥成本可忽略不計。

產(chǎn)出密度（ρ）和存活率（κ）：對于500g 左右規(guī)格的成魚養(yǎng)殖，根據(jù)盧飛龍[4]深水抗風浪網(wǎng)箱養(yǎng)殖實驗，魚苗投放密度60 尾/m3時，平均存活率可達85%，產(chǎn)出密度為26.4kg/m3。我國工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖游泳類魚類，養(yǎng)殖產(chǎn)出密度平均可達40kg/m3，成活率可達99%[5]。本船在外海水域通過開放式循環(huán)水養(yǎng)殖，水質可以得到保證，養(yǎng)殖密度取25kg/m3，養(yǎng)殖成活率（κ）取值90%。

養(yǎng)殖工船每年成魚總產(chǎn)量E=ρ×成魚養(yǎng)殖艙容×養(yǎng)殖批數(shù)。其中，成魚養(yǎng)殖艙容96000m3，成魚養(yǎng)殖周期為3 個月，一年養(yǎng)殖批數(shù)為4。

本船投放8 ～10cm 大小的幼魚，每尾魚苗含運輸成本按1.5 元/尾計算。按照90%存活率，成魚規(guī)格為0.5kg，每生產(chǎn)1kg 成魚的幼苗成本為3.3 元/尾，每年幼魚總成本Cb=3.3×E（元）。

養(yǎng)殖工船采用智能精準投喂，飼料系數(shù)按1.5 取值[6-7]。飼料到船價格按7000 元/t 估算。每生產(chǎn)1kg 成魚的飼料成本約為10.5 元，每年總飼料成本Cff=10.5×E（元）。

水產(chǎn)養(yǎng)殖管理成本按照銷售額的5%計算，年度管理成本Cmg=G×5%，其中G為年銷售額。

3.2 收益模型

根據(jù)水產(chǎn)養(yǎng)殖網(wǎng)查詢的金鯧魚歷史價格數(shù)據(jù)，不同年份，不同月度的金鯧魚市場收購價格（s）波動比較明顯，金鯧魚塘頭（海面）收購價通常情況下在24 ～32 元/kg之間波動，行情特別好時也可達到40 元kg 以上，根據(jù)2022 年4 月行情，徐聞碼頭1 斤規(guī)格的鮮活價格達到44元/kg。選定金鯧魚收購價（s）為設計變量，在24 ～44元/kg 范圍內做測算。

每年銷售收入總額G=E×s；其中，E為年產(chǎn)量，s為成魚海面收購價格。

每年稅前利潤R=G-C1-C2；其中，C1、C2 分別為年固定成本和變動成本。

3.3 經(jīng)濟評價指標

以項目靜態(tài)投資回收期（PBP）、成本利潤率(M)為經(jīng)濟效益評價指標[8]。假定每年收入、成本相等，則投資回收期公式：

其中，P為初始一次性投資即本船造價，R為每年稅前利潤，Cd為年攤銷成本。

成本利潤率（M）公式：

其中，C為年總固定成本和變動成本之和，C=C1+C2。

4 計算結果與分析

4.1 經(jīng)濟性目標的設定

首先，滿足項目年度正常運營的目標要求。一般水產(chǎn)養(yǎng)殖類企業(yè)經(jīng)營毛利潤率應不低于15%，對應成本利潤率不低于17%，因此設定本項目成本利潤率目標應不低于17%。

其次，滿足項目投資回報較好的目標要求。養(yǎng)殖工船設計壽命為25 年，按照一般項目投資經(jīng)驗，取運營周期1/3 ～1/4 時間節(jié)點作為期望投資回收期的標準，本方案設定投資回收期目標不超過7 年。

4.2 計算結果與分析

測算24 ～44 元/kg 價格范圍內經(jīng)濟指標變化情況，在產(chǎn)量一定的情況下，隨著價格的上升，投資回收期呈指數(shù)下降趨勢，成本利潤率隨呈線性上升趨勢。通過差值法計算得到項目盈虧平衡和滿足目標指標的邊界價格結果。

項目盈虧平衡價格為23.8 元/kg，滿足項目設定經(jīng)濟指標（M＞17%，PBP＜7 年）的邊界價格為29.9 元/kg。

4.3 項目建議

（1）金鯧魚成魚價格受行情和季節(jié)影響波動較大，本項目養(yǎng)殖模式為全年連續(xù)性生產(chǎn)，產(chǎn)量和周期相對固定。因此，可以通過期貨交易方式，規(guī)避市場風險。

（2）在提高產(chǎn)量方面，養(yǎng)殖工船金鯧魚卷積式生產(chǎn)模式成倍提高了養(yǎng)殖工船產(chǎn)量。同時，還可從陸海接力時機、分級養(yǎng)殖密度控制、養(yǎng)殖空間分艙安排等方面做進一步的研究或驗證。

（3）在降低成本方面，可以充分利用海洋自然漁業(yè)資源，通過海上收購漁民捕撈的雜魚，在工船上增加誘捕及飼料加工裝置等方式，為養(yǎng)殖過程補充雜魚飼料，減少飼料采購量。

（4）本文所述的生產(chǎn)方式需要全年連續(xù)的魚苗和幼魚供給能力、飼料供應能力、后勤保障能力、大規(guī)模銷售能力等作為保障，建議政府部門出具引導政策，由強有力的企業(yè)集團主導，通過“縱向一體化”和“橫向一體化”戰(zhàn)略，整合上下游金鯧魚養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同實施，進行品牌化運作。

（5）本文提出的養(yǎng)殖模式對金鯧魚以外的養(yǎng)殖對象具有一定的借鑒意義，但仍需要進一步分析養(yǎng)殖對象的生物特點和市場成熟度等因素，綜合判斷技術可行性和市場接受度。

5 結論

本項目利用海上游弋式養(yǎng)殖工船可航行的特點，創(chuàng)造成魚養(yǎng)殖與季節(jié)變化無關的條件，采用陸海接力、分級養(yǎng)殖的工業(yè)化卷積生產(chǎn)模式，解決了金鯧魚常年高質量市場連續(xù)供給問題，提高了養(yǎng)殖水體的時間和空間利用效率，養(yǎng)殖產(chǎn)量相比普通養(yǎng)殖模式優(yōu)化提高60%。在養(yǎng)殖密度為25kg/m3、存活率為90%的情況下，本項目盈虧平衡價格為23.8 元/kg，滿足項目設定經(jīng)濟指標（成本利潤率＞17%，投資回收期＜7 年）的邊界價格為29.9 元/kg。本船養(yǎng)殖區(qū)域為外海開放海域，海水水質好，天然餌料多，模式生態(tài)綠色，過程智能受控，品質安全可靠，有利于打造高品質、高價值的金鯧魚品牌。對比金鯧魚歷史成魚收購價格行情，在120000m3養(yǎng)殖工船上采用卷積式生產(chǎn)模式養(yǎng)殖金鯧魚經(jīng)濟上可行。