地中海鱼类养殖系统累积能源需求分析：陆基与沿海网箱系统的能效比较与可持续发展路径

本研究针对水产养殖业能源消耗关键挑战，通过生命周期评估(LCA)方法比较地中海地区欧洲海鲈(ESB)和金头鲷(GSB)在陆基(LF1/LF2)与沿海网箱(CF1/CF2)系统的累积能源需求(CED)。结果显示陆基系统CED(168,535-188,642 MJ/t)显著高于沿海系统(66,224-76,507 MJ/t)，主要差异源于液态氧(46%)和电力(43%)消耗。研究提出2030年可再生能源替代方案可降低5%非可再生资源使用，为水产养殖可持续发展提供数据支撑。

　　

在地中海蔚蓝的海域中，欧洲海鲈(Dicentrarchus labrax, ESB)和金头鲷(Sparus aurata, GSB)的养殖业正面临着一个隐形挑战——能源消耗。作为占地中海 aquaculture 经济价值26%的重要物种，其养殖过程中的能源效率直接影响着行业可持续性。当前，养殖系统主要分为依赖电力驱动的陆基系统和依靠自然水流的沿海网箱系统，但究竟哪种模式更节能？这个问题的答案将决定未来养殖业的发展方向。

为了解答这个问题，国内研究人员在《Aquacultural Engineering》发表了一项开创性研究。团队采用"从摇篮到大门"的生命周期评估(LCA)方法，选取意大利四个典型养殖场（两个陆基LF1/LF2和两个沿海CF1/CF2）进行对比分析。研究以1吨活鱼为功能单位(FU)，通过SimaPro v9.5软件和Ecoinvent V3.9数据库，将系统划分为五个子系统：原料获取、鱼苗供应、基础设施、饲料生产及养殖管理。特别采用累积能源需求(CED)方法量化了化石能源、核能、生物质能等六类能源的消耗。

研究结果部分揭示了令人瞩目的发现：

1. 系统比较分析
   陆基养殖场LF1和LF2的CED分别高达168,535和188,642 MJ/t，是沿海网箱养殖场(CF1:66,224 MJ/t；CF2:76,507 MJ/t)的2-3倍。这种差异主要源于陆基系统对液态氧(LF1占46%)和电力(LF2占43%)的依赖，而沿海系统90%的能耗来自饲料。

2. 能源结构解析
   非可再生化石能源(NR-f)在所有系统中占比47-60%，其中LF2电力消耗达79,163 MJ/t。令人意外的是，LF1液态氧消耗产生77,665 MJ/t的CED，仅此一项就超过沿海系统总能耗。

3. 燃料强度指标
   沿海系统的燃油强度表现优异——CF1仅消耗67.6升/吨鱼(相当于2,495 MJ/t)，远低于全球渔业平均489升/吨的水平，印证了海水养殖的能源效率优势。

4. 情景模拟预测
   采用203年意大利国家能源气候计划(INECP)的电力结构后，陆基系统可再生比例从24-31%提升至26-35%；而沿海系统改用生物柴油(B100)使非可再生生物质能(NR-b)增加53-126%，整体非可再生能源使用减少至少5%。

在讨论环节，研究团队将发现置于更广阔的背景下。与历史数据对比显示，当前陆基系统9.5 kWh/kg(34,200 MJ/t)的电力需求处于同类系统中低水平，但仍是沿海系统的3-4倍。特别值得注意的是，饲料成分差异导致CF2饲料CED比CF1低30%，这解释了为何尽管CF2饲料转化率(eFCR)较高(2.65 vs 2.16)，其总CED仅增加13%。

这项研究的现实意义在于为行业转型提供了量化依据。通过精确识别陆基系统中液态氧制备(占LF1 CED 46%)和深井抽水(LF2主要耗电项)等关键耗能环节，为技术改进指明方向。同时证明沿海系统通过采用再生铜合金网箱(可降低13% CED)和生物柴油等创新方案，有望进一步缩小与传统渔业的能源差距。随着全球可再生能源占比预计在210年达到30-80%，该研究为水产养殖业融入绿色能源转型提供了科学范式。