近年来，广东不断推进现代化海洋牧场建设，水产品总产量、渔业产值等渔业主要指标均居全国首位，海洋牧场也从近海、浅海向深远海迈进。
不过，传统深海养殖网箱不抗风浪，遇到台风容易倾覆，没有能源供给，需要人工抛撒饵料，且网箱附近无法住人，养殖户只能住在船上或附近的岛屿上。为了解决这些痛点，中国科学院广州能源研究所的专家们研发了半潜式波浪能发电+养殖/观测平台。经过实验验证和多年发展推广，该平台成功走向市场，已先后获得40个订单。这些深海平台如何自主发电？如何推进广东乃至我国海洋牧场、海洋科研的建设？本期《科技周刊》，我们前往一探究竟。
走近海洋牧场
波浪发电：吸波浮体+液压装置稳定供电
来自中国科学院广州能源研究所（以下简称“广州能源所”）的王振鹏博士告诉记者，波浪蕴藏着源源不竭的能量，但这种能量却是不稳定的，一个浪打来，能量达到高峰，之后快速衰竭。如果直接用波浪发电，产生的电力将是脉冲式的，时大时小，无法被电网采用。
两侧浮体吸收波浪能量。
经过40多年的科研攻关，广州能源所的科学家们创造性地研发出波浪能高效俘获系统和蓄能型液压转换系统，“最重要的元件是吸波浮体，可以随着波浪上下起伏，并将能量转移到液压装置上。”液压装置能平稳地对发电机释放能量，从而形成平稳的电能。值得一提的是，这类海上平台几乎不需要人员维护。王振鹏表示：“我们为这一系列技术先后申请了国内、国际专利，并获得了广东省科学技术奖技术发明奖一等奖。”
无惧风暴：抵御过苏拉、桦加沙等超强台风
我国东南沿海台风频发，波浪能发电装置必须在狂风巨浪中保持完好，才能保证商业化落地。据介绍，团队专门研发了深海恒张力锚泊系统，“台风到来时，吸波浮体很容易对整个海上平台的安全结构产生破坏。而恒张力锚泊系统则会尽可能泄掉巨浪对平台的冲击力。”
透浪设计，减少海浪对平台的冲击。
恒张力锚泊系统所采用的锚链具有良好的伸缩性能，巨浪来袭时，锚链不会与之对抗，而是伸展开来，帮助平台平稳地越过波峰，在恒张力锚泊系统的控制下，整个海上平台可以在几十米的范围内来回运动。此外，当巨浪来袭时，平台的吸波浮体会下潜锁死，也会加大吃水量，让吸波浮体整个下沉到水面以下，让海浪越过吸波浮体，减少对浮体乃至整个装置的冲击。
“目前，我们的多个海上平台已经成功抵御了苏拉、桦加沙等超强台风的侵袭，这也让市场对我们的海上平台信心倍增。”王振鹏说。
远海养殖：投饵传输监测多维一体
利用波浪能海上发电装置，广州能源所将之与海洋牧场相结合，早在2019年便建成了全球首台海工型绿色智能养殖平台“澎湖号”。
“澎湖号”
“澎湖号”长66米，宽28米，高16米，重1400吨，工作时吃水12米，养殖水体1.5万立方米。船上还配备了波浪能发电系统和太阳能发电系统，其中波浪能发电功率可达60kW，太阳能发电功率为60kW，船上的储能系统还可以存储500度电。为了实现现代化的养殖，船上还配备了自动投饵、活鱼传输、水质监测、视频监控等先进设备，基本可以实现养殖生产自动化和远程实时监控。
自动投喂装置，减轻渔民工作量。
“深远海的水质好，养殖的鱼类产量高、味道好。有了电力后，我们的养殖机械化水平大大提升，饵料可以自动投喂，鱼苗的传输，鱼类的收集、出售也方便很多，渔民还可以直接住在平台上，省去来回奔波的麻烦。原先需要十几个渔民干的活，现在只需要3人就可以轻松搞定。”王振鹏说。目前，像“澎湖号”这类养殖平台已可以养殖金鲳鱼，还可以养石斑鱼、章红鱼、鮸鱼等高价值的海鱼。
高效排水收鱼。
快速回本：合理使用四五年可回本
王振鹏说，“澎湖号”的使用寿命为25年，设计、建造费用达数千万元，虽然投入较大，但只要合理使用，通常四五年时间即可回本。
如今，在“澎湖号”后，多个开阔海域的波浪能养殖工厂已经上马，形成了开阔海域半潜箱式养殖平台、温和海域半潜桁架式养殖平台、极简桁架式网箱和高端渔旅平台的系列产品布局，并打造了“东海1号”“格盛1号”“闽投1号”“普盛海洋牧场系列”“海威系列”等品牌产品。
“格盛1号”平台。
近年来，广州能源所与珠海格盛科技有限公司合作，共同开展海上波浪能养殖平台的市场化推广，“我们主要负责原始创新和关键技术突破，而企业则主要负责工程化应用和商业化推广。目前，我们已建成15个平台，先后收到40个订单。”王振鹏说。
海岛、科考平台应用广泛
广州能源所逐步拓展海上波浪能发电平台的建设。2023年6月14日，广州能源所与南方电网合作，研发建设的世界首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”投入试运行。“南鲲号”重达6000吨，每天最多可发电2.4万度，相当于3500户家庭一天的用电量。
“南鲲号”是世界首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置。
王振鹏介绍，在广东沿海地区，有很多人烟稀少的小岛，因为离大陆较远，电网架设成本非常高，当地居民只能用柴油机发的贵价电，每度电的价格超过3元，随着波浪能平台的投入使用，加之风能、太阳能等传统清洁能源，将为海岛居民和岛上相关机构的供电提供新选择。
“我们还研发了应用于海洋观测的小型波浪能平台，实现了海洋观测仪器的原位无人化供电。这样的供电方式维护成本低，可用于更长周期的海洋观测活动。”王振鹏说。
2025年2月，自然资源部、国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、中国科学院、国家能源局联合发布《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》。意见提出，海洋能是重要的绿色可再生能源，包括潮汐能（含潮差能和潮流能）、波浪能、温差能、盐差能等。海洋能开发利用有利于发展新质生产力，对于缓解东部沿海地区、海岛和深远海设施设备电力短缺，推动构建新型能源体系、发展海洋经济建设海洋强国具有重要意义。“这个文件的出台，标志着海洋能由技术攻关迈向了产业化阶段，拥有无限的发展潜能。”王振鹏说。
广州海洋牧场技术创新不断
除了广州能源所，广州的多个科研机构也研发了相关海洋牧场新技术、新产品，促进现代化海洋牧场的建设。
在2025大湾区科学论坛的中国科学院与广东省科技成果对接会上，中国科学院南海海洋研究所展示了波浪能驱动的人工上升流海洋牧场技术。它利用高效稳定的波浪能转化系统，打破温跃层，产生低温富营养上升流，持续为海洋牧场提供天然饵料，可实现贝藻鱼参同步增产，并提升碳汇能力，同时，该技术还能缓解珊瑚礁生态系统的白化和酸化。
“澎湖号”半潜状态。
此外，该所还带来了适用于现代化海洋牧场的海参、海胆苗种规模化繁育技术，该技术已应用在万山群岛等海域的海洋牧场。
广东智能无人系统研究院（南沙）则带来了深远海网箱清洗巡检机器人，该机器人通过相关技术可实现机器人姿态稳定控制、网箱高效清洗作业、作业过程实时监控、多环境参数检测等功能，为深海网箱的清洗巡检提供技术支撑。
文、图/广州日报新花城记者：武威 通讯员：韦伟
