The growing demand for our most valuable resources; land, energy, and water, due to population growth and increased living standards, put the security of these resources at risk. The complexity of climate change, with the interdependencies between the aforementioned resources and potential feedback loops, makes the issue even more inextricable. This makes an integrated sectorial approach and sensible resource management crucial for decision making and policy development. To address these issues, a study of the agriculture sector of Ghana has been performed, by using GAEZ outputs in the OSeMOSYS framework. This enables the assessment to be done with multiple regions, in comparison to national data only. The results of this study show that coordination of agricultural practices on a national level, for the different regions, does not only reduce the necessary land use significantly, it also enables a growing demand to be met, and resources to be used more efficiently. It also provides guidance on where financial investments for irrigation and increased input levels are best placed. Finally, the results from this study highlight the importance of intersectoral assessments for policy developing. It should be stated that the integration with a climate, energy and water model, is essential to reach the full potential of this model. / En växande världsbefolkning och en ökad levnadsstandard resulterar i en allt större efterfrågan på våra mest värdefulla resurser nämligen: land, energi och vatten. Vilket i sin tur resulterar i att tillgången till dessa resurser hotas. Komplexiteten associerad med klimatförändringar på grund av sammanlänkningen mellan dessa resurser och de potentiell återkopplings-effekterna, gör det hela än mer svåröverskådligt. Detta betonar vikten av gränsöverskridande tillvägagångssätt och effektiv resurs-hantering, vid utformande av policy. För att adressera detta, har en studie av Ghanas jordbrukssektor utförts, med hjälp av data från GAEZ som sedermera legat till grund för inputs i OSeMOSYS. Detta har i möjliggjort att analysen kunde utföras på fler regioner än bara en nationell nivå. Resultaten av denna studie visar dels att nationell koordinering av jordbrukssektorn, resulterar i både att jordbruksarealen kan reduceras avsevärt, det medför även att landet har möjlighet att tillgodose en växande efterfrågan och effektivisera resursanvändningen. Dessutom ger den underlag för optimala investerings-allokeringar, avseende bevattningssystem och insats. Slutligen understryker resultaten från denna studien betydelsen av beslutsunderlag baserade på gränsöverbryggande studier. För framtida studier, bör denna jordbruksmodell integreras med klimat-, energi och vattenmodell för att nå bästa möjliga resultat.

Transitioning from an energy system based on fossil fuels to an energy system based on renewables is necessary to limit global warming and comes with both opportunities and challenges. National policies in Cuba look toward the domestic sugar industry for synergies in this transition, and bagasse is projected to play a key role in the future electricity system. Since bagasse only is available during the sugarcane harvesting season, it must be supplemented with other feedstock for power production year-round. Biomass can have important interactions with CLEWs and therefore a nexus approach is important to ensure policy coherence across sectors. This study investigates different pathways for the Cuban energy transition from a CLEWs perspective through a scenario analysis and uses OSeMOSYS as a tool. This study shows that national policies for increased food security, regrowth of the sugar industry, use of energy crops and increased electricity consumption to develop the country compete for land and water resources. While there are currently plenty of resources, compromises will be needed in the medium- to long-term in order to stay within natural boundaries. This is especially true for the water sector since precipitation is expected to decrease in the future due to climate change and since sea level rise will contaminate groundwater. Another effect of climate change is soil degradation which would decrease yields. Increased energy and water inputs to the agricultural sector is known to increase yields in developing countries such as Cuba, which is why an adaptation strategy to maintain yields could be to increase these inputs. However, this would further amplify the pressure on water resources. Exceeding the exploitable internal renewable freshwater resources would then require water inputs from desalination plants which is an energy intensive process, which - if powered by an electricity system with a high share of biopower - could create a vicious cycle. / Omställningen från ett fossilbaserat energisystem till ett förnybart system är nödvändigt för att begränsa den globala uppvärmningen och innebär både möjligheter och utmaningar. Nationella policys i Kuba ser till landets sockerindustri för synergier i denna omställning, och bagass väntas spela en nyckelroll i det framtida elsystemet. Eftersom bagass endast är tillgängligt under sockerrörens skördesäsong måste den kompletteras med andra bränslen för att el ska kunna produceras året om. Biomassa kan ha betydande påverkan på CLEWs varför det är viktigt med en nexusanalys för att säkerställa samstämmighet av policys för olika sektorer. Denna studie undersöker olika tillvägagångssätt för den kubanska energiomställningen ur ett CLEWs-perspektiv genom en scenarioanalys i vilken OSeMOSYS används som modelleringsverktyg. Denna studie fann att nationella policys för ökad trygghet av matförsörjning, återuppbyggnad av sockerindustrin och ökad elkonsumtion för att utveckla landet konkurrerar om land- och vattenresurser. Det finns för närvarande gott om resurser, men på medel och lång sikt kommer kompromisser behövas för att stanna inom naturens gränser. Detta gäller särskilt för vattensektorn eftersom nederbörd väntas minska i framtiden till följd av klimatförändringar och eftersom höjningar av havsvattennivån kommer kontaminera grundvatten. Ytterligare påverkan från klimatförändringarna är markförstöring vilket minskar skörden. Ökad energi- och vattenanvändning i jordbrukssektorn ger vanligtvis högre skörd i utvecklingsländer såsom Kuba, vilket innebär att en anpassningsstrategi för att behålla skördenivån skulle kunna vara att öka dessa. Detta kan dock ytterligare förstärka belastningen på vattenresurserna. Att överskrida de utnyttjbara förnybara färskvattenresurserna skulle kräva avsaltning av vatten vilket är en energikrävande process, vilket - om energiförsörjningen kommer från ett system med mycket biomassa - skulle kunna skapa en ond cirkel.

The development of a global model incorporating Climate, Land, Energy and Water (CLEW) parameters and interconnections was undertaken using the Open Source Energy Modelling SYStem. The model was to be a simplistic representation of the nexus systems and include the most relevant mechanisms between them. Two separate modules on land use and materials were created and combined with an already existing energy module. Water and climate parameters were added to all modules and they were combined to the global CLEWs Base model. Three scenarios were run on the separate sector modules and the combined model. Results from the comparison of the separate and combined modules indicate that the CLEW approach is applicable even on a simplistic, highly aggregated scale. Differences in resource allocation were observed when the same parameters were run in the single sector modules and in the combined base model. However, to make the model provide a representative image of global resource conditions additional data and parameters will be required. The resulting global CLEWs model provides a wide range of potential applications and can be easily expanded. As an open source tool it could act as an educational instrument or for policy support and be adapted to different geographical boundaries and detail.

Energy is a crucial factor when it comes to development. Among other electricity is important when advancing the living standards of a society as it facilitates various actions and mechanisms. Through the past years social trends such as increased population have put energy and electricity systems under stress as they have often been based on limited and unsustainable fossil fuels. A need for a shift from the conventional fuels to renewable sources becomes more prominent and development needs to be performed in a sustainable way. Ethiopia is one of the countries who have expressed a desire to reach sustainable development by adapting United Nations’ Sustainable Development Goals. This project focuses and analyzes more specifically Ethiopia’s relation to, and possibility of reaching Goal 7 - sustainable energy for all. It attempts to find a future configuration of energy sources which will create an electricity system which will benefit the economy, the social aspect and the environment. The aim is to have a cost-efficient energy mix which supplies all of Ethiopia’s inhabitants with electricity without having to contribute with any carbon dioxide emissions. A literature review is performed to obtain country specific information such as geographical predispositions, and a field trip to Addis Ababa is conducted where data regarding the electricity system is collected. Modelling is then carried through by usage of tools MoManI and OnSSET and the obtained results show a continuous trend in all scenarios where solar and wind compromise the biggest part of electricity production in 2030 and after. Every scenario also allows all inhabitants access to electricity by year 2030. Further, four out of five scenarios ensures elimination of carbon dioxide emissions by 2022, and all five by 2030.

Electricity is becoming a vital part of today's society. With improving living standards in developing countries, the demand for electricity is increasing within the public as well as the private sector. Developing countries often lack a well-designed electricity grid and also utilize limited energy resources, like gas and oil, when generating electricity. These resources are not only limited but, when burnt for the reason of generating electricity, greenhouse gas emissions are emitted in the atmosphere, causing global warming. A shift from fossil fuels, like gas and oil, to renewable resources such as wind and solar, is therefore crucial to prevent global warming and achieve sustainable development. The Bolivian government has formally expressed an ambition to achieve social and environmental development by adopting UN's 17 sustainable development goals (SDG). SDG number 7, “Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all “ aims to provide energy that preserves environmental and socio-economic sustainability. Today, a majority of the Bolivian population have access to electricity, but the usage in kWh per capita is low, and the primary source for electricity generation is natural gas. The aim of this paper is to analyse which economic and technical factors are needed for Bolivia as a country to achieve UN’s SDG7. A literature review of Bolivia as a country and its power system is completed to understand the general state of Bolivia and the current electricity situation. Furthermore, a field study in Cochabamba is conducted to gather information and data of current and projected power plants as well as demand and future expansion plans of power plants, in which together with previous studies provides a foundation for a model of Bolivia's power system. The modelling will be done using the long-term energy planning tool OSeMOSYS and its interface MoManI. With the collected data and information, different scenarios are modelled to investigate how the share of renewable energy sources can be increased. The final results show that Bolivia has high potential in achieving SD7 and that hydroelectric power will presumably be the most contributing factor if the goal is met. The amount of CO 2 will therefore decrease, however, the results also showed that large capital investments must be made in order to achieve SDG 7. / Elektricitet blir allt viktigare i dagens samhälle. Med växande levnadsstandard i utvecklingsländer har efterfrågan på elektricitet ökat inom både den offentliga och privata sektorn. Utvecklingsländer saknar ofta fullt fungerande elnät och använder oftast ändliga energikällor som gas och olja, för att generera elektricitet. Förutom det faktum att dessa energikällor är ändliga så bidrar dessa också till klimatförändringen genom sina växthusgasutsläpp då de förbränns i syfte att generera el. Ett skifte till förnyelsebara energikällor är därför avgörande för att motverka klimatförändringen och bidra till en hållbar utveckling i samhället. Bolivia är ett av de länder som formellt utryckt en önskan om att uppnå en hållbarutveckling genom att anta FN:s 17 Globala mål för hållbar utveckling. Ett av dessa mål är hållbarhetsmålet nummer sju, ” Säkerställa tillgång till ekonomiskt överkomlig. tillförlitlig. hållbar och modern energi för alla. Målet syftar till att tillgodose energi på ett sätt som är hållbart, både ekonomiskt, socialt och miljömässigt. I dagsläget har majoriteten av Bolivias befolkning tillgång till elektricitet, dock är användandet i kWh per invånare lågt och den elektricitet som produceras kommer i synnerhet från naturgas. Denna studie syftar till att se vilka ekonomiska och teknologiska faktorer som behövs implementeras för att Bolivia som land uppnår hållbarhetsmålet nummer sju. Detta görs först genom en litteraturstudie om Bolivia som land och dess elsystem för att få en uppfattning om landet i helhet och för att förstå nuvarande situationen för elsystemet. Vidare utförs en fältstudie i Cochabamba för att samla information och data om nuvarande och planerade kraftverk, efterfrågan av elektricitet och framtida expansionsplaner för kraftverk, vilket senare ligger till grund för att bygga upp en modell för Bolivias elsystem. Modellerandet sker i långsiktiga energiplanerings modellen OSeMOSYS och dess användargränssnitt MoManI och med hjälp av data och information som insamlats modelleras olika scenarier för att analysera hur andelen förnyelsebar energi på bästa sätt kan öka i landet. Det slutgiltiga resultatet visar att Bolivia har en stor potential i att nå SDG 7och att vattenkraft troligtvis kommer vara den högst bidragande faktorn om detta skall lyckas. Mängden CO 2 kommer därmed att minska. dock visade resultaten även att stora kapitalinvestering kommer att behövas för att uppnå SDG 7.