在一个缅因州沿海小镇挤满人的房间里，投影屏幕上，电脑动画制作的鲑鱼充满活力地游过一个巨大的椭圆形鱼池。旁白的声音舒缓地指出，水流促进鱼类运动，并带来理想的肉质，以及“优化鱼类密度和鱼池体积”的垂直网状屏幕。旁白兴高采烈地补充说，这些屏幕也使死鱼易于清除。
该视频是今年早些时候为挪威公司 Nordic Aquafarms 计划在缅因州贝尔法斯特建造的一个耗资 5 亿美元的雄心勃勃的鲑鱼养殖场项目宣传的一部分，该养殖场将配备 Nordic 公司所称的全球最大的水产养殖池。这是少数几个正在进行的项目之一，这些公司希望这些高度机械化的系统能够通过将鱼类养殖转移到室内来改变鱼类养殖的面貌。
Nordic 首席执行官埃里克·海姆表示，如果室内水产养殖流行起来，它可以在满足不断增长的人口需求方面发挥关键作用。他认为，它可以做到这一点，同时避免传统水产养殖可能带来的污染和其他对野生鱼类的潜在威胁——尽管室内方法也面临着自身的环境挑战。“总是存在一些风险，但陆基系统的风险仅占室外系统风险的一小部分，”康奈尔大学的环境工程师迈克尔·蒂蒙斯说，他研究水产养殖已有 20 多年，但未参与 Nordic 项目。
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鱼类养殖通常被誉为生产动物蛋白的一种极其有效的方式：全球水产养殖联盟声称，100 公斤鱼饲料可以提供的肉量最多是喂给牛的等量饲料的 15 倍。该行业已获得国际关注，养殖鱼类在 2014 年在全球食物供应中超过了野生捕捞鱼类 (pdf)。但传统鱼类养殖方法也存在严重的环境缺陷。例如，挪威和智利（全球鲑鱼生产的领导者）的鲑鱼养殖户通常使用开放式海洋网箱，将鱼类圈养在悬浮的网或围栏中。这种设置允许废物直接流入环境，同时病原体和寄生虫也可能感染野生种群。遍布全球的开放式池塘养殖场——在中国（全球最大的养殖鱼类生产国）是最常见的水产养殖类型——也有污染当地水道的记录，污染物包括鱼类排放物和用于控制疾病的兽用药物。
艺术家绘制的 Nordic Aquafarm 公司拟议的贝尔法斯特工厂设施的示意图。这些鱼池的容积将达到 8,000 立方米，是奥运会游泳池的三倍多。图片来源：Nordic Aquafarms
蒂蒙斯认为，陆基室内系统可以大大降低此类风险。他说，它们将鱼类与环境隔离，并使用循环水产养殖系统 (RAS) 从水中去除大部分废物，这类似于家用鱼缸中的过滤系统。但迄今为止，室内 RAS 养殖场仅占全球市场的一小部分，且规模远小于 Nordic 公司计划的运营规模。例如，位于弗吉尼亚州的全球最大的 RAS 罗非鱼养殖场Blue Ridge Aquaculture的鱼产量不到 Nordic 公司预计在缅因州产量的 10%。
自1970 年代以来，这种循环技术就以某种形式存在，但近年来发展迅速，以至于蒙特雷湾水族馆的海鲜观察现在将 RAS 养殖的鱼类列为最可持续的海鲜选择之一。因此，“自然而然的事情就是扩大规模，”海姆在最近的演讲中告诉缅因州居民。贝尔法斯特的运营将包括 18 个海姆所说的全球最大的水产养殖池——每个池子的体积是奥运会游泳池的三倍——最终每年将生产 33,000 吨鱼，约占美国消费量的 8%。该公司计划明年在挪威建造一个类似的养殖场，该养殖场的鱼池规模相同，他说。
尽管有人质疑扩大规模是否会增加此类系统的环境风险，但一些专家认为，该技术可以实现向大型规模的可持续过渡。海姆听众中的社区成员对废水可能如何影响附近的沿海水域表示担忧，但蒂蒙斯表示，RAS 系统排放的少量水（来自鱼池溢流和过滤器喷淋清洁废物）通常比进入时的水更清洁。弗吉尼亚海鲜农业研究和推广中心主任迈克尔·施瓦茨说，RAS 鱼池中的水流经一个名为生物过滤器的鼓泡容器，其中的细菌会消耗鱼尿并将其转化为对鱼类和环境安全的氮形式。物理过滤器收集鱼粪和剩余食物，这些废物可以储存起来并作为堆肥或沼气的原材料转售。臭氧处理有助于分解泡沫状有机固体，紫外线用于杀死病原体。
在缅因州富兰克林的美国国家冷水海洋水产养殖中心，鲑鱼挤在一个鱼池里——这是一个陆基水产养殖研究机构，为 Nordic Aquafarms 等公司提供关于鲑鱼养殖最佳实践的咨询。图片来源：劳拉·波皮克
施瓦茨说，这项技术已经过测试并实现自动化，以至于扩大规模可以像为一批饼干“将面糊加倍”一样简单，他没有参与贝尔法斯特项目。“如果你设计得当并操作得当，就不应该有任何意外，”他说。“如果出现意外，那肯定是有人没有做好本职工作。”
美国国家冷水海洋水产养殖中心主任布赖恩·彼得森说，不应忽视人为错误的风险，他在缅因州的该中心使用循环系统饲养鲑鱼用于研究目的。彼得森说，生物安全程序（要求对双手进行消毒并将鞋子浸入消毒箱中）最大限度地降低了疾病风险，并减少了对其他形式的水产养殖严重依赖的抗生素的需求，他曾为 Nordic Aquafarms 提供关于最佳实践的建议。然而，仅仅一名员工未能正确完成该过程或忽略其他基本协议，就可能污染整个操作——病原体可能会在循环系统中循环，并杀死一整池鱼。彼得森说，大型公司可以通过监控设备来防范这种情况，这些设备使他们能够快速响应任何问题，他还补充说，严格的政府许可证要求进行例行监控，这也将检测到废水中异常水平的排放物。
蒂蒙斯说，大型室内系统的真正环境代价将取决于当地基础设施的承载能力，包括供水。循环系统可以回收 90% 以上的鱼池用水，但每天仍有一些水因蒸发或被固体废物吸收而流失。他计算出，贝尔法斯特工厂规模的养殖场（在最初的鱼池注水之后）每年将消耗约 16.5 亿升淡水——大致相当于约 12,000 人的用水量。但他指出，即使在像贝尔法斯特这样人口不足 7,000 人的小镇，这也在当地含水层的承载能力范围之内——并且与该养殖场每年将回收的水量相比相形见绌。蒂蒙斯补充说，在更易发生干旱的地区，室内水产养殖设施可以排放废水用于灌溉农田，从而减轻用水负担。
在获得州和联邦许可后，贝尔法斯特工厂将于 2019 年破土动工，蒂蒙斯认为，这可能为世界各地类似的系统铺平道路。“如果这家工厂像它看起来那样成功，”他说，“那么这肯定会激励其他人也这样做类似的养殖场。”