室內循環水養魚工廠介紹 (I)
國立台灣大學農業機械工程學系教授
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室內循環水養魚工廠介紹 (I) 國立台灣大學農業機械工程學系教授 |
日本國際養殖產業會 (Japan International Food and Aquaculture Society, JIFAS)於本年度二月初在神戶舉辦第二屆國際水產養殖年會與相關設備展，共有十多國三百餘人參加。來自台灣的除了參展廠商外尚有企業界代表與學界代表。後者由台灣省水產試驗所廖一久所長率領，成員尚包括水試所的徐崇仁主任、王文政研究員，台大農機系的朱元南教授與筆者。
日本與我國的水產養殖技術世界知名，但長久以來多偏重於傳統魚塭養殖方面的研發，不似北歐國家在數年前即基於法規的限制與能源節約上的考量，使其必需考慮水資源的循環使用。日本的室內循環水養殖方面的研究雖才開始，但有多家大型企業團體均野心勃勃且已有完善的整體規劃。我國發展室內循環水養殖系統由水試所對國外多種系統的評估開始，此為摸索階段；到引進丹麥的系統試養歐洲鰻，此為試車階段；到今日有六、七家養鰻業者與企業團體跟進，此為推廣階段。此三階段前後歷時雖也不過五、六年，但起步比日本早，在技術上與產業的推廣上暫時領先，國內同時也具備本土建造的能力。當初引進的為年產量五噸鰻魚的小系統，今日全省各廠的總年產量已超過1000噸，本土化系統的改良以期達到降低成本、提高效益的研究工作亦持續的受到農委會與國科會的支持，正積極研發中。
室內循環水養殖系統由於養殖的密度為傳統的40倍以上，故一般以超集約循環水養殖系統稱之，又由於可在內陸上養殖，可在室內(in-door)養殖，故一般簡稱為養魚工廠。
室內循環水養殖系統的原始設計主要以養鰻為主，但亦逐漸擴散至其它魚類與魚苗的養殖。本文旨在對本省發展超集約室內循環水養鰻的背景，傳統養殖與室內循環水養殖的比較與室內循環水養殖系統的系統架構做一簡單的介紹，期能提供參考。有關系統硬體配備與本土化研發的努力留待下期介紹。
一、背景說明
台灣地區養鰻從日據時代就開始了，於1969年首度成功進入日本市場。以水產試驗所之研發為後盾與業者多年之努力，台灣終於建下養鰻王國之美稱，可惜好景不常，於1993年面臨中國大陸之競爭，輸出量銳減，於1994年輸日量更是落於中國大陸之後。業者同時面臨日本鰻鰻苗短缺、價格飆漲之困境，於是於1993年再度由水產試驗所領軍，朝突破養鰻困境再做一番衝刺。所憑藉的利器是超集約室內循環水養殖系統，養殖對象亦由日本鰻轉移至歐洲鰻。
表1 所示為台灣地區養鰻大事記，圖 1 則為近十年台灣地區鰻魚的產量與產值，由圖中可明顯看出產量的銳減。圖 2 所示為日本的鰻魚產量與進口量及進口來源，由圖中可看出日本鰻魚產量漸減，但進口量漸增，1993年以前大多仰賴台灣的輸出，近五年轉向中國大陸進口量日增。台灣鰻魚產業的潰敗，主要原因在鰻苗價格的高漲，圖3可看出近十年鰻苗價格的變化。
表1. 台灣地區養鰻大事記
| 1923 |
日據時代台灣總督府水產試驗場之台南試驗場 |
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1952 |
經濟部中國漁業公司在桃園設立養殖場 |
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1954 |
水產試驗所竹北工作站進行養鰻試驗 |
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1956 |
水產試驗所鹿港工作站進行養鰻試驗 |
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1969 |
台鰻首度成功進入日本市場 |
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1973 |
養殖面積突破 2千公頃，產量突破 1萬公噸 |
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1974 |
外銷為內銷之兩倍以上，(延續迄今) |
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1978 |
鰻價漲 至420元／kg (養殖成本約 190-260元／kg ) |
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1979 |
養殖成本上漲至 280元／kg (鰻價跌 至150元 ／kg) |
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1987 |
產量突破 4萬公噸，產值突破 100 億元 |
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1988 |
養殖面積超過 4千公頃，產量突破 5萬公噸 |
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1993 |
面臨中國大陸之競爭，輸出量銳減；鰻線價格漲至18.4元；水產試驗所引進超集約循環水養鰻系統進行試驗 |
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1994 |
輸出至日本的數量首度低於中國大陸；鰻線價格漲至28元 |
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1995 |
鰻線缺貨，價格飆漲至40元 |
圖 1.近十年台灣地區鰻魚的產量與產值
圖 2. 日本的鰻魚產量與進口量及進口來源
圖 3. 近十年鰻苗價格的變化
水產試驗所於1993年由丹麥引進超集約循環水養鰻系統試養歐洲鰻成功之後，短短的幾年內即有不少養鰻業者與企業團體跟進，如表2所示為近幾年所建立的超集約循環水養鰻場。
表 2. 超集約循環水養鰻場建立時間、單位、規模與地點
| 民國82年 |
水產試驗所 (5 噸) |
基隆市 |
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民國84年 |
益華養殖場 (50 噸) |
台南縣學甲鎮 |
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民國84年 |
瑞豐塭 (172 噸) |
台南縣左鎮鄉 |
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民國84年 |
河航企業 (170 噸) |
桃園縣平鎮市 |
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民國84年 |
弘亞企業 (20噸) |
桃園縣平鎮市 |
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民國84年 |
華泰養殖場 (370 噸) |
桃園縣大園鄉 |
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民國85年 |
金車企業 (150 噸) |
宜蘭縣 |
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民國86年 |
厚生養殖場 (50 噸) |
台南縣 |
合計全省超集約養鰻場(歐洲鰻)之年產量為987噸，民國84年之全省鰻魚(日本鰻)年產量為25,547噸，超集約養鰻之產量尚不及全省產量之4%。各廠目前正積極擴廠中，現在已超出年產量1000噸。
二、鰻魚養殖成本分析
傳統魚塭養歐洲鰻多半不能存活，所以以日本鰻的養殖為主。日本鰻鰻線在1990年之單價為 5元，養殖成本之細目與比例如圖5所示，其中鰻線與飼料成本分別佔38 %與33%，總養殖成本為195元/kg。日本鰻鰻線之成本在1996年飆漲至 40元，養殖成本之細目與比例如圖6所示，其中鰻線成本即佔了65 %，總養殖成本為500元/kg。
圖4. 養殖成本之細目與比例 （日本鰻, 1990）
圖5. 養殖成本之細目與比例 （日本鰻, 1996）
圖6. 養殖成本之細目與比例 （歐洲鰻）
水產試驗所使用超集約養鰻系統飼養歐洲鰻已獲得成功，存活率高。日本鰻鰻線價格高(40元/尾)，歐洲鰻之鰻線則仍維持在低價位(8元/尾)。使用超集約系統飼養歐洲鰻之成本分析如圖7所示，鰻線成本佔了29%，其次為飼料成本，居第三位的為設備與廠房折舊。
圖7. 養殖成本之細目與比例 （歐洲鰻）
將前述養鰻成本之分析予以彙總可得下表：
| 軟池(集約)：日本鰻 | 195 元/公斤 (賴， 1991) |
| 軟池(集約)：日本鰻 | 500 元/公斤 (鰻魚基金會，1996) |
| 超集約循環水：歐洲鰻 | 263 元/公斤 (弘亞，1996)(包含固定成本如設備與廠房之折舊及利息) |
| 超集約循環水：歐洲鰻 | 192 元/公斤 (弘亞，1996)(未包含固定成本如設備與廠房之折舊及利息) |
以下分析以年產量100噸鰻魚的養殖場為基準，比較傳統養鰻與超集約養鰻之所需的鰻苗費用、用地面積與設備廠房費用。假設銷售時之鰻魚為 5-7 尾/公斤，傳統魚塭以日本鰻為主，鰻苗為 38元/尾，存活率為 70%；超集約系統以歐洲鰻為主，鰻苗為 8元/尾，存活率為 98%。兩系統之比較如下表所示：
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鰻苗費 |
設備費+廠房 |
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傳統魚塭 |
2,700-3,800萬 |
0 |
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超集約 |
408- 571萬 |
2700+1000萬 |
| 項目 |
傳統魚塭 |
超集約養鰻系統 |
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使用土地 |
7000 坪 |
300坪 |
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使用水量 |
3200 m3/日 |
30-40 m3/日 |
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飼養密度 |
2 公斤/m3 |
70-100公斤/m3 |
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飼養時間 |
18個月 |
12個月 |
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飼料換肉率* |
3.0 |
1.2-1.7 |
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* 飼料換肉率: 增肉一公斤需提供多少公斤的飼料 |
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三、系統規格、特色與缺點
| 年產量， |
(公噸) |
5 |
10 |
20 |
50 |
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平均蓄養量， |
(公噸) |
2 |
4 |
7.5 |
23 |
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平均蓄養密度， |
(公斤/m2) |
62 |
60 |
60 |
82 |
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每日投餌量， |
(公斤) |
25 |
50 |
95 |
240 |
|
每日用水量， |
(公噸) |
6 |
12 |
15 |
30 |
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電力消耗， |
(度/hr) |
4 |
8 |
16 |
35 |
| 高密度養殖 |
12-200公斤/噸水 or /m3 |
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循環水養殖 |
每天5-10%換水，使用自來水 |
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對環境影響小 |
用地少，用水少 |
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室內養殖 |
不受天候影響 |
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自動監控、餵飼 |
省人力，定時適量 |
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管理容易 |
魚況一目瞭然，透明式養殖 |
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飼養效率高 |
需配合吸鰻與分級等機具 |
| 高度資本密集(初始成本) |
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高養殖成本(操作成本) |
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高密度養殖具高風險 |
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對監控系統的高度依賴性 |
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技術密集 |
四、遠景
室內循環水養殖系統基本上是一個省地、省水、高產量的生產工具。可不使用地下水，廢水排放又少，對環境的影響小，屬環保上友善，政策上正確的系統。從飼料換肉率來看，魚類每消耗一單位的飼料轉換成增肉的比率比任何家禽、家畜都來得高，可食用的部份在比例上亦較高。從保健的觀點來看，吃魚肉比吃任何禽畜肉都來得健康，人們日益重視養生之道的結果，對魚肉的需求勢必日益增加。由於本系統可高密度養魚，所以有非常高的單位面積產量；由於可在內陸、在室內養殖，幾乎可說是可在任何地點建立。在面臨因人口壓力導致糧食危機的新世紀即將來臨的今日，此系統不失為一生產食物的利器。
日本國際養殖產業會(JIFAS)協助日立金屬株式會社在熊谷建立養魚示範工廠(熊谷陸上養殖實証實驗場)，規模雖然尚小於水試所引進的年產量5噸的系統，但至少對日本的企業界示範了陸上養殖在技術上的可行。日立金屬的管理階層認識到此一系統的潛力之後，對遠景的規劃就浮現了。多年前水耕栽培的盛行與人工燈光的使用，使得植物工廠盛行一時，但由於電力消耗頗高與環保上對於零流失(zero run off)的規定而只呈穩定發展。該公司擬結合廢棄物資源化處理、風力與太陽能發電、植物工廠與養魚工廠等技術，發展一另類的農漁業生產暨觀光產業。圖8所示為養魚工廠，圖9為植物工廠，一棟棟工廠組成整體的觀光園區(圖10)。各細部的技術均已存在，系統整合仍有待一步一腳印的耕耘，日本的產業界與學術界正磨拳擦掌野心勃勃的往前衝，現階段我們在技術上仍是領先的局面，以後呢？
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| 圖8. 植物工廠 | 圖9. 養魚工廠 |
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圖10. 觀光園區