当涉及潜在的新可再生能源时，海洋热能转换（OTEC）可以做很多工作。温室气体排放及其对气候变化的影响，持续的生态系统和生物多样性的丧失和退化以及高昂的化石燃料价格（可能随着时间的流逝而升高）已经走到了一起，以促使政府大力寻求找到解决方案。具有成本效益的技术，能够根据遍布全球海洋深处的自然温度梯度来产生清洁的可再生电力。
除了技术和经济方面的障碍外，OTEC系统的生态影响仍然不确定。2011年关于OTEC的环境报告将其描述为“必须严格评估的前所未有的环境改造”，估计5兆瓦OTEC试点工厂的日流量为200万立方米水。
在这方面的一个重点是泵送和排放大量营养丰富的深海海水直至近地表深度的生物和生态效应。引起关注的一个原因是可能导致浮游植物开花。另一个是OTEC系统进气管中生物的潜在滞留和死亡。能源部（DOE）最近发布的奥阿胡岛玛凯海洋工程公司进行的模拟和分析表明，在奥阿胡岛附近水域运行100兆瓦OTEC植物引起的扰动不会对浮游植物的繁殖产生重大影响。
魔界生物物理OTEC模型的建立
自1970年代后期以来，Makai海洋工程公司就一直从事OTEC的研究和开发。美国能源部在今年9月下旬发布了一份技术报告，描述了Makai在模拟“由一或几百兆瓦（MW）OTEC电厂排放的营养增强型海水羽流的生化效应”时所做的建模。
为了模拟三种浮游植物的生化响应，Makai的生物学和物理模型要求按照欧胡岛批准的《环境流体动力学法》（EFDC），为瓦胡岛周围的水域建立网格细胞，并按三个小时的时间步长进行设置。 EPA。
Makai使用为夏威夷海洋时间序列（HOTS）项目收集的数据校准了动态生物浮游植物模型，然后进行了同行评审。物理海洋学模型的组成部分利用了“夏威夷大学和国家大气与海洋管理局（NOAA）运营的夏威夷周围区域海洋模型（HROM）的边界条件”。
Makai运行的模型是“ 100 MW OTEC装置，由四个独立的管道组成，在混合排放中排放总流量为420立方米/秒的热水和320 m3 / s的冷水” 。根据技术报告，在这一深度处，HOTS系统的观测结果表明浮游植物的浓度为每立方米10-15毫克碳。
结果
为了使用HOTS系统校准其模型而首次在没有OTEC系统的情况下运行模拟之后，Makai通过为100MW OTEC电厂添加了模型来运行了该模拟。
研究人员除其他外发现：“由于该末端近场羽流远低于1％的光限制深度（约120m），因此没有立即对营养物质进行生物学利用。
他们解释说：“随着硝酸盐被平流并分散到下游，一小部分深海营养物质（<0.5 umol / kg扰动）向上混合，被周围的浮游植物所利用。”他们发现，这种情况发生在工厂下游25公里处，深度110-70米。
对于微浮游植物，建模结果表明：“这种养分扰动引起浮游植物扰动约1 mgC / m3（约占平均环境浓度的10％），在70至90m的深度覆盖10×5 km。因此，扰动完全在系统的自然可变性之内，通常对应于微浮游植物平均生物量增加10％至15％。
此外，这种扰动“表现出蜿蜒的水平羽流轨迹和空间范围，但幅度仍然相似（通常为1-2 mgC / m3）。”
运行模拟三周后，硅藻的扰动变得更加明显，“当近岸硅藻种群趋向于更高浓度为1至3 mgC / m3时。他们指出，这种增加只是环境背景浓度的一小部分，“扰动仍在现有系统的波动范围内”。
Makai的研究人员最后解释说：“扰动是通过对没有OTEC植物的模型模拟的每个时间步骤进行后处理来量化的，这些模拟包括OTEC羽流。没有这种后处理，海洋环流自然产生的更大的动态变化会掩盖10-25％的扰动。”
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