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3.5 RAS 中的可扩展性挑战

2 years ago

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RAS 是资本密集型业务,需要用于设备、基础设施、流入和污水处理系统、工程、建筑和管理等方面的大量资金支出。 RAS 农场建成后,还需要营运资金,直到实现收获和成功销售。 业务支出也很大,主要包括固定费用,如租金、贷款利息、折旧和可变成本,如鱼饲料、种子 (鱼苗或卵)、劳动力、电力、技术氧气、pH 缓冲液、电力、销售/营销、维护成本等。

在比较生产率和经济性时,RAS 总是会与其他形式的鱼类生产,甚至其他供人类消费的蛋白质生产来源竞争。 这种竞争可能会对鱼的销售价格造成下降压力,而鱼价必须足够高,才能使 RAS 业务获利。 如同其他形式的水产养殖生产一样,实现更高的规模经济通常是降低生产成本并从而获得市场准入的一种途径。 在较大的设施中可以降低生产成本的一些例子包括:

  1. 降低了饲料、化学品、氧气批量订单的运输成本。

  2. 购买大量设备的折扣。

  3. 获得工业用电费。

  4. 农场过程的自动化,例如过程监控和控制、饲料、收获、屠宰和加工。

  5. 最大限度地利用劳动力:需要同样的人力来照顾 10 吨鱼类,就像处理 100 吨或更多鱼类所需的那样。

随着净笔水产养殖部门的规模经济增长,目前正在按十年前没有考虑的规模开发较大的 RAS。 在过去十年中,建造了每年生产能力达到数千吨的设施,而 RAS 设施规模的扩大正带来新的技术挑战,下一节将探讨这些挑战。

3.5.1 流体动力学与水运输

适当控制鱼缸中的流体动力条件对于确保水质统一和足够的固体物质运输至关重要 (Masaló 2008;Oca 和 Masalo 2012)。 不能够迅速冲洗代谢物的罐体承载能力较低。 确保鱼缸中的适当流体动力学性能是一个重要的水产养殖工程研究课题,帮助业界设计和操作不同形状和尺寸的水箱。 但是,商用 RAS 中使用的罐体尺寸越来越大,给设计师和操作员带来了新的工程挑战。 最近正在进行研究,通过研究挪威 Smolt 设施使用的大型罐体中鱼类生物量、几何形状以及进口和出口结构的影响,优化用于鲑鱼生产的大型八角形罐体的流体动力学特性(Gorle 等人,2018 年)。 同样,Summerfelt 等人(2016 年)发现,与十多年前在挪威 Smolt 设施建造的罐体相比,现代储罐中每单位流量的进料装载率呈下降趋势。 随着循环水的处理速度更快,降低饲料负担有效地改善了水箱的水质,从而防止了代谢物的积累和氧气的耗尽,与较旧的水罐相比,在较高的饲料负担下运行的水槽相比,进一步防止了罐内的氧气耗尽。 今后的工作可能会提供更多关于容积超过 1000 msup3/SUP 的罐体流体动力学的信息。 目前正在使用的巨型储罐的其他例子是 RAS 2020 系统中使用的罐体 (丹麦克鲁格) 或尼里概念 (挪威尼里). 只要实现适当的流体动力学条件,使用较大的罐体采用这些新概念将在其盈利能力方面发挥至关重要的作用。

3.5.2 股票亏损风险

在 RAS 中,如果系统出现故障,密集饲养条件可能导致鱼类突然和灾难性的损失。 系统故障的根源可能包括泵系统和 RAS 设备的机械故障、停电、氧气/曝气系统的损失、硫化氢的积聚和释放、运营事故等。 需要查明这些风险和解决这些风险的办法,并将其纳入业务程序。

渔业活动规模不断扩大,也可能意味着如果发生灾难性的鱼类损失,财务损失风险会增加。 另一方面,降低风险措施和系统冗余也可能增加 RAS 项目的成本,因此,设计人员和工程师必须在这些要素之间达成平衡。

除了行业和媒体报道之外,对于商业 RAS 企业的风险几乎没有做过学术研究。 Badiola 等人(2012 年)对 RAS 农场进行了调查,并分析了主要的技术问题,发现系统设计差、水质问题和机械问题是影响 RAS 生存能力的主要风险因素。

3.5.3 经济

关于 RAS 经济可行性的辩论主要集中在回流水产养殖场的资本启动成本高昂,鱼类准备上市之前的准备时间很长,以及关于 RAS 养殖场运营成本高的看法。 De Ionno 等人(2007 年)研究了 RAS 农场的商业绩效,得出结论认为,随着业务规模的增加,经济可行性也会增加。 根据这项研究,在进行研究的澳大利亚背景下,每年生产能力小于 100 吨的农场只能获得微乎其微的利润。 Timmons 和 Ebeling (2010 年) 也提供了实现大规模经济的理由 (每年生产数千吨),从而通过包括加工设施、孵化场或饲料等纵向一体化项目降低生产成本磨坊。 Liu 等人(2016 年)研究了一个理论 RAS 农场的经济表现,该农场的年产能为 3300 吨,与传统的净笔农场相比。 在这种规模下,RAS 运营达到的生产成本与净笔养殖场相比相似,但较高的资本投资使投资回收期翻了一番,即使 RAS 养殖场的鱼以溢价出售也是如此。 今后, 需要良好环境绩效的昂贵和严格的许可证, 可能会提高 RAS 作为生产大西洋鲑鱼的竞争性选择的可行性.

3.5.4 鱼类处理

在陆地养殖场,鱼类处理往往是出于各种原因需要的:将鱼类分为重量级,减少鱼种密度,跨越种植部门运送鱼类(即从幼儿园到不断增长的部门),或者在准备市场时收获鱼类。 根据 Lekang(2013 年),鱼类的处理方法最有效,例如鱼泵,还采用被动方法,例如使用视觉或化学信号,使鱼类能够从农场的一个地方移动到另一个地方。

Summerfeltet 人(2009 年)研究了使用 Cornell 型双排水管从大型圆形坦克中拥挤和采集鲑鱼的多种方法。 策略包括用围网围网拥挤鱼、翻盖式酒吧拥挤和放牧鱼类,利用它们对二氧化碳的固有避免应对措施。 捕捞技术包括通过 Cornell 型双排水槽的侧壁排放口提取鱼类,或利用空运将拥挤的鱼类提升到脱水箱。 AquaMaof(以色列)使用共用一个共用墙壁的游泳道和水槽以被动方式将鱼类转移到农场,并在泳道末端使用扶梯(阿基米德螺杆泵)进行收获。 克鲁格(丹麦)的 RAS2020 概念产品使用永久安装在甜甜圈形或圆形滚道槽中的棒材平地机/挤压机来移动和挤满鱼类,而无需使用鱼泵。

尽管关于这一主题的持续发展,但 RAS 养殖场规模不断扩大,这将使设计师和操作人员在如何安全、经济和无压力地处理鱼类方面面临挑战。 RAS 养殖场的设计范围不断扩大, 生产中的物种和运营密度可能导致各种新颖的鱼类运输和捕捞技术.


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