Search

This fileincludes supplementarymaterial for the journal article: "Interactions between biowaste valorization and selected Sustainable Development Goals with insights from a national context at an early transition stage". The PDF file contains the interview guide, while the .xlsx file contains all other supplementary material.&nbsp

In an increasingly urban world, cities' global resource uses grow. Two fundamental resources for making cities liveable are water and energy. These resources are also closely interlinked – systems that convert and deliver energy to cities require water, and urban water systems use energy. In addition, these two resource systems affect and are affected by land use and climate change. This ‘nexus’ between climate, land use, energy and water (CLEW) systems has been extensively studied in the past decade, mainly with a focus on national and transboundary CLEW systems. This doctoral thesis develops the CLEW nexus research from an urban perspective. Two quantitative analyses examine how different types of sustainability measures in cities affect intended and unintended CLEW systems. First, the CLEW impacts of a set of sustainability measures in New York City are assessed - from water conservation to emission reductions. Results show that every measure affects (to varying degrees) all studied sustainability dimensions - water, energy and climate - and that the impacts can be quantified through a reference-resource-to-service-system (RRSS). The second quantitative study focuses on how CLEW impacts from a city's sustainability efforts spread beyond local and international borders. It investigates how global water and land use are affected in alternative scenarios to achieve climate neutrality in 2030 in the town of Oskarshamn, Sweden, using an energy systems simulation model. The study finds that both the magnitude and the geographical distribution of land and water requirements vary between scenarios. A strategy to achieve climate neutrality that invests in electrification leads to increased national water use, while a strategy that relies on biofuels has a greater impact on water and land use internationally. When results are translated to interactions between the UN's sustainable development goals (SDGs), they reveal that SDG synergies and trade-offs are 'strategy-dependent': different options for achieving SDGs on energy, sustainable cities and climate action have varying consequences for the advancement of SDGs on sustainable water, food production and biodiversity. To shed light on how data challenges affect quantitative urban nexus studies, uncertainty assessments of selected thesis’ results are conducted and complemented with a thematic analysis of a set of recently published urban nexus papers. Together, they indicate that analytical choices, uncertainties in results and - as a consequence - research foci are influenced by data limitations in both this thesis and in other urban nexus studies. Lastly, the finding from the Oskarshamn analysis – that SDG interactions are strategy-dependent – is deliberated with experts within sustainability sciences and SDG interaction research. From this, a research agenda is proposed with measures to make SDG 'spillovers' visible in local level decision-making. Taken together, the thesis contributes to filling several knowledge gaps on how urban sustainability measures within the CLEW systems interact within and beyond city limits, and proposes analytical approaches to quantify these interactions. It further points out how current data challenges constrain quantitative urban nexus analyses and highlights research needs to improve data management as well as other key efforts to enable consideration of nexus interactions, including SDG 'spillovers', in cities' sustainability work. I takt med att världen urbaniseras ökar städers globalaresursanvändning. Två fundamentala resurser för att städer skafungera är vatten och energi. Dessa resurser är också närasammankopplade: system som omvandlar och levererar energi till enstad är beroende av vatten, samtidigt som energi krävs i flera delar avurbana vattensystem. Dessutom påverkar och påverkas bådaresurserna av markanvändning och klimatförändringar. Detta ’nexus’mellan klimat-, mark-, energi- och vatten- (från engelskan förkortatCLEW) system har studerats flitigt under det senaste decenniet, främstmed fokus på nationella och gränsöverskridande CLEW system. Dennaavhandling utvecklar CLEW nexus-forskningen från ett urbantperspektiv. I två kvantitativa analyser undersöks hur olika typer avhållbarhetsåtgärder i städer påverkar avsedda och oavsiktliga CLEWsystem. Först analyseras effekten av ett antal hållbarhetsåtgärder i NewYork City – från vattenbesparingar till utsläppsminskningar.Resultaten visar att samtliga åtgärder är ’multifunktionella’ ochpåverkar (i varierande grad) alla studerade hållbarhetsdimensioner –vatten, energi och klimat - samt att detta går att kvantifiera med hjälpav ett referens-resurs-till-service-system (RRSS). Den andra kvantitativa studien fokuserar på hur CLEW interaktionerfrån en stads hållbarhetsåtgärder sprids bortom lokala ochinternationella gränser. Här undersöks hur globala vatten- ochmarkresurser påverkas i olika scenarier för att nå klimatneutralitet år2030 i den lilla staden Oskarshamn, Sverige, med en energimodell avstaden. Resultaten visar på att både storleken och den geografiskaspridningen på den indirekta mark- och vattenanvändningen varierarmellan scenarierna. En strategi för att nå klimatneutralitet som satsarpå elektrifiering leder till ökade nationella vattenbehov, medan enstrategi som förlitar sig på biobränslen får större påverkan på vattenochmarkresurser internationellt. När resultaten översätts tillinteraktioner mellan FNs hållbarhetsmål (SDGs) visar de därför att målsynergier och målkonflikter är ’strategiberoende’. Olika vägval föratt nå SDGs för energi, hållbara städer och klimatåtgärder fårvarierande konsekvenser för möjligheten att nå SDGs för hållbarvattenanvändning, matproduktion och biologisk mångfald. För att belysa hur databegränsningar påverkar urbana nexus-studiergenomförs dels osäkerhetsanalyser av delar av avhandlingenskvantitativa studier och dels en tematisk analys av ett urval av nyligenpublicerade ’urban nexus’-artiklar. Tillsammans visar de på att bådemetodval, osäkerhet i resultat och (som en konsekvens av detta) forskningsfokus påverkas av identifierade datautmaningar i bådedenna avhandling och i andra urbana nexus-studier. Implikationer från resultatet i Oskarshamnsanalysen – att städers SDGinteraktioner är ’strategiberoende’ – diskuteras slutligen medframträdande forskare inom global hållbarhet och SDG-interaktioner.Utifrån detta formuleras en forskningsagenda med åtgärder för attmöjliggöra att SDG ’spillovers’ beaktas i lokala hållbarhetsbeslut. Sammantaget bidrar avhandlingen till att fylla kunskapsluckor om hurstäders hållbarhetsåtgärder inom CLEW systemen interagerar, inomoch bortom stadsgränserna, samt föreslår analysmetoder för attkvantifiera dessa interaktioner. Avhandlingen visar på hurnexusanalyser med fokus på städer begränsas av datautmaningar ochlyfter forskningsbehov för att förbättra datahantering och andrakritiska forskningsinsatser för att möjliggöra att hänsyn tas till nexusinteraktioner,inklusive SDG ’spillovers’, i städers hållbarhetsarbete.

Integrated assessments, the nexus concept and CLEWs Systems' interactions Methods and Modelling approaches Selected CLEWs studies Key messages

Avsikten med denna rapport är att inspirera till en kraftsamling för att främja livslångt lärande. Det sker genom att presentera utgångspunkter och befintliga komponenter i ett system som stöder livslångt lärande. För att stärka livslångt lärande behöver det föras en diskussion om vilken sorts infrastruktur som är lämplig framåt.

The European Commission's 'Farm to Fork' strategy for Sustainable food is a key component of the European Green Deal. To support this initiative, the Commission proposes that at least 40% of the overall budget of the Common Agricultural Policy (CAP) would contribute to climate action. This DEEDS Policy Brief outlines key features of EU research and innovation (R&I) needs to promote sustainable agriculture and land-use in Europe.

This paper analyses how local energy and climate actions can affect the use of water and land resources locally, nationally and globally. Each of these resource systems is linked to different Sustainable Development Goals (SDGs), we also explore related SDG interactions. A municipality in Sweden with the ambition of phasing out fossil fuels by year 2030 is used as illustrative case example. The local energy system is modelled in detail and indirect water and land requirements are quantified for three stylised decarbonisation scenarios of pathways to meeting climate and energy requirements (related to SDG13 and SDG7, respectively). Total local, national and global implications are addressed for the use of water and land resources, which relate to SDG6 for water, and SDG2 and SDG15 for land use. We find that the magnitude and location of water and land impacts are largely pathway-dependent. Some scenarios of low carbon energy may impede progress on SDG15, while others may compromise SDG6. Data for the studied resource uses are incoherently reported and have important gaps. As a consequence, the study results are indicative and subject to uncertainty. Still, they highlight the need to recognise that resource use changes targeting one SDG in one locality have local and non-local impacts that may compromise progress other SDGs locally and/or elsewhere in the world.

Rapporten ger vägledning till hur man bör följa upp påverkan på de svenska miljömålen vid förändrad energianvändning (el, bränslen, värme eller kyla) i samband med genomförda projekt eller åtgärder. Målgrupp för rapporten är i första hand företag och kommuner som genomför projekt som påverkar energianvändningen, och som vill beräkna påverkan av detta på miljömålen. Vägledningen kan dock vara användbar även för länsstyrelser, centrala myndigheter eller andra aktörer med intresse i frågorna. Rapporten ger vägledning till hur man bör följa upp påverkan på de svenska miljömålen vid förändrad energianvändning (el, bränslen, värme eller kyla) i samband med genomförda projekt eller åtgärder. Målgrupp för rapporten är i första hand företag och kommuner som genomför projekt som påverkar energianvändningen, och som vill beräkna påverkan av detta på miljömålen. Vägledningen kan dock vara användbar även för länsstyrelser, centrala myndigheter eller andra aktörer med intresse i frågorna.

Det särskilda sektorsansvaret är en ordning inom miljöpolitiken som innebär att varje sektor har ansvar för att hantera de miljöproblem som orsakas inom sektorn. På grund av detta ansvar finns ett behov av att kartlägga miljöproblem från sektorer, att identifiera de viktigaste problemen och att hitta strategier för att minska miljöpåverkan. Jordbrukssektorn och energisektorn är två sektorer som orsakar stor miljöpåverkan, vilket gör dem intressanta som fallstudier. För att undersöka miljöpåverkan och möjligheten att minska denna i de båda sektorerna används ett systemanalytiskt perspektiv. Ett sådant angreppssätt ger möjlighet att analysera frågorna på ett mer genomgripande sätt, så att problemen inte endast förflyttas och istället skapar problem på andra håll i världen eller för framtida generationer, eller att ett problem reduceras medan ett annat istället ökar. Med ett systemperspektiv kan även indirekta effekter inkluderas när strategier för minskad miljöpåverkan i sektorn analyseras. De indirekta effekterna omfattar påverkan som sker uppströms och nedströms produktionskedjan, liksom påverkan från konsumenter. En metod för att bedöma miljöpåverkan från en sektor har utarbetats och testats på jordbruks- och energisektorn (Artikel I och II). Metoden är en hybridmetod baserad på miljöexpanderad input-output analys (IOA) och livscykelanalys (LCA). IOA-data från Miljöräkenskaperna används som utgångspunkt för inventeringen. Dessa data ger information om både direkt och indirekt miljöpåverkan från sektorn. För att fånga även sådana miljöaspekter som inte omfattas av miljöräkenskaperna används sedan de svenska miljökvalitetsmålen som en checklista, och information om den miljöpåverkan som inte finns med i IOA hämtas från litteraturen. För vidare hantering av den insamlade informationen om utsläpp och resursanvändning används karaktäriserings- och värderingsmetoder från LCA-metodologin. Därigenom kan s.k. hotspots, dvs de viktigaste problemen, identifieras. Baserat på denna hybridmetod blev resultatet att i jordbrukssektorn är de viktigaste frågorna biologisk mångfald, växthuseffekt, övergödning, användning av icke-förnybara resurser och troligen även toxicitet genom användningen av bekämpningsmedel. I energisektorn är de viktigaste problemen luftkvalitet, växthuseffekt, användning av icke-förnybara resurser och toxicitet. En analys av policies inom sektorerna (Artikel III) visar att både jordbruks- och energisektorn fokuserar delvis på de problem som identifierats som hotspots i sektorsanalyserna, men att vissa av de viktiga problemen inte ägnas så stor uppmärksamhet. I jordbrukssektorn är fokus huvudsakligen riktat mot biologisk mångfald och toxicitet, medan energisektorn framför allt fokuserar på växthuseffekt och användning av icke-förnybara resurser. En andra IOA-LCA hybridmetod, Energy Analysis Programme, har använts för att studera hushållens direkta och indirekta energianvändning (Artikel IV och V). Genom en kombination av IOA och processdata kan energiintensiteten (dvs. energi per monetär enhet, MJ/SEK) beräknas av ett stort antal varor och tjänster. När dessa beräkningar kombineras med information om hur ett hushåll spenderar sin inkomst kan hushållens totala energianvändning beräknas. Beräkningarna ger också information om hur inkomsten kan spenderas på mer energisnåla sätt. En ytterligare studie gjordes för att visa på betydelsen av minskat livsmedelssvinn som strategi för minskad miljöpåverkan inom livsmedelssektorn (Artikel VI). Resultaten från studierna med konsumentperspektiv kan användas för att identifiera strategier för hur konsumenterna kan bidra till minskad miljöpåverkan i de båda fallsektorerna. För jordbrukssektorns del kan konsumenterna bidra till minskad miljöpåverkan framför allt genom en minskad konsumtion av animalier. När det gäller energisektorn är minskad energianvändning en viktig strategi, liksom att fortsatt sträva efter att ersätta fossila bränslen och uran med förnybara bränslen. National sector responsibility legislation places specific obligations on Swedish sector authorities to handle environmental issues within their sector. Because of this responsibility, there is a need to map environmental impacts from sectors and to identify key problems and strategies to reduce impacts in each sector. Agriculture and energy are two sectors causing severe environmental impacts, and these are therefore interesting as case studies. Employing a systems perspective when exploring impacts and options for their reduction ensures that problems are not simply shifted in time or space or between problems, but are considered in a holistic manner. Using this perspective, indirect effects such as changes upstream or downstream of the production chain, as well as among consumers, can be considered when seeking strategies to reduce environmental impacts in a sector. A method to investigate environmental impacts from a sector was developed and tested in the cases of agriculture and energy (Papers I and II). The method was based on environmentally extended Input-Output Analysis (IOA) and Life Cycle Assessment (LCA). IOA-data from Swedish Environmental Accounts were used as the starting point for the inventory. Such data provide information on direct and indirect impacts from the sector. To capture those aspects not included in the Environmental Accounts, the Swedish Environmental Quality Objectives were subsequently used as a checklist, and information on the missing aspects was obtained from literature. For further processing of the data, characterisation and weighting methods from LCA methodology were used to identify hotspots, i.e. the most important problems. The results showed that biodiversity, greenhouse effect, eutrophication, use of non-renewable resources and toxicity were potential hotspots in the agriculture sector. In the energy sector, the hotspots were air quality, greenhouse effect, use of non-renewable resources and toxicity. Analysis of sector policies (Paper III) showed that both sectors are focusing on some of the hotspots identified, but other important problems are not receiving sufficient attention. In the agriculture sector, the focus is principally on biodiversity and toxicity, while the energy sector mainly focuses on issues of climate change and non-renewable resources. A second hybrid IOA-LCA method (Energy Analysis Programme, EAP) was employed to study direct and indirect use of energy carriers in households (Papers IV and V). Through a combination of IOA and process data, the energy intensity (energy per monetary unit, e.g. MJ/SEK) of a large number of goods and services was calculated. When combined with information on household expenditure, these data provided information on total household use of fuels and electricity and provided insights into spending patterns that could result in lower energy intensity. A final study investigated the significance of reducing food losses as a strategy to reduce environmental impacts from the food sector (Paper VI). The results from the studies with a consumer perspective were used to identify how consumers can contribute to reducing environmental impacts in the two sectors investigated. For agriculture, consumers can help reduce impacts through reduced consumption of animal products, while for energy, reduced energy use in households is important, as is further substitution of fossil fuels. QC 20110124