Climate change mitigation necessitates substantial alterations to patterns of worldwide economic activity, be that reduction in demand, switches to new technology or 'end-of-pipe' abatement of greenhouse gases. There are profound political, economic and ethical questions surrounding the governance of the means, rate and location of change. Within advanced capitalist economies and internationally through the auspices of the United Nations Framework Convention on Climate Change emissions trading systems have been introduced as part of the broader neoliberal attempts to 'correct market failure' through the definition of new property rights.This thesis investigates the development, constitution and consequences of institutions for the production, exchange and consumption of credits for emissions reductions. Such credits are financial instruments awarded to organisations for putative reductions in emissions from 'business as usual'. In consumption, credits are equated with a quantity of emissions released elsewhere. The 'Instituted Economic Process' framework (Randles and Harvey, 2002) is used to distinguish the various classes of agent involved in these exchanges and identify the economic and non-economic relationships that constitute these institutions. Inspired by the economic anthropology of Karl Polanyi, this approach asks how economic activity is organised and stabilised within society without presuming that there are universal economic laws of 'the market', that there are essential properties of commodities and agents, or that all economic transfers are conducted within markets.I argue that crediting is a socially contingent process of commodification of atmospheric pollution which is both ontologically and normatively problematic. Extant institutions are shown to be precarious by appealing to neutral techno-scientific justifications but remaining reliant on subjective judgement. However, they are sufficiently consistent and credible that they persist and expand. These findings are of interest to the academic communities of political economy and environmental and economic geography, climate change policy makers and the environmental movement more broadly.

Carbon offsets have been developed as one tool to incentivise investments by developed nations in climate change mitigation activities in developing countries. The carbon offsets can be used towards the countries’ own mitigation targets but are also meant to benefit developing countries by providing a pathway to clean development. Photovoltaic water pumping (PVWP) technology is a solution to use PV for irrigation, which can be used to restore degraded grasslands and help farmers adapt to climate change. Restoration of degraded grasslands increases the production of grass and will therefore increase the amount of carbon in the soil, a process that may mitigate climate change. However, poor farmers often have limited access to irrigation technology and this thesis assesses how carbon offsets may bring revenues to increase adaption of PVWP technology in remote areas of the Chinese grasslands. PV modules can be used to mitigate climate change in different ways; the most common is to produce electricity to replace fossil fuel power capacity. The novelty of this thesis is that it assesses the alternative mitigation possibilities for the PVWP project proposed here. Further, consideration of water constraints that limit the applicability of the technology and a framework to assess the trade-offs between potential downstream water impacts and environmental co-benefits of the project add to the novelty of this thesis. Policy barriers for the project will also be considered.  Used to restore severely degraded grasslands, PVWP projects show high carbon sequestration potential and successfully compete with grid electricity as carbon offset projects. A case is analysed and it shows that the carbon market could play a role in increasing the feasibility of PVWP projects. However, water issues make project implementation very site-specific and some indicators to determine feasibility is proposed to be blue water availability, evaporation recycling ratio and water productivity. Water use must also be looked at with respect to climate, food and energy security, calling for a nexus approach to evaluate the project suitability. In May 2016, grassland management projects are excluded from the Clean Development Mechanism to the Kyoto Protocol, and this limits project implementation to the voluntary markets. / Avhandlingen är ämnad att läsas av beslutsfattare inom klimatområdet samt aktörer på de olika klimatkompensationsmarknaderna. Klimatkompensation har utvecklats som ett verktyg för att stimulera industriländers investeringar i klimatprojekt i utvecklingsländer. Klimatkompensation kan användas för att nå industriländernas egna klimatmål men är också tänkta att gynna utvecklingsländer genom att tillhandahålla en ”ren” utvecklingsmöjlighet. Solcellsdrivna vattenpumpar (eng. photovoltaic water pumping: PVWP) är en teknik för att använda solceller för bevattning. Tekniken kan användas för att restaurera degraderade gräsmarker och för att hjälpa jordbrukare anpassa sig till klimatförändringarna. Restaurering av gräsmarker ökar produktionen av gräs vilket medför ökad mängden kol i marken, en process som kan mildra klimatförändringarna. Men fattiga bönder har ofta begränsad tillgång till bevattningsteknik och denna avhandling utvärderar hur klimatkompensation kan ge intäkter för att öka användningen av PVWP i avlägsna delar på den kinesiska slätten. Solceller kan användas för att mildra klimatförändringarna på olika sätt och vanligast är att producera el för att ersätta fossila bränslen. Det är därför viktigt att titta på alternativkostnaden för PVWP-projekten som föreslås här. Vidare begränsar vattentillgången projekten och ett ramverk för att tydliggöra avvägningar mellan vattenrelaterade problem och miljömässiga fördelarna med ett projekt är nödvändigt. Klimatpolitiska styrmedel sätter också upp vissa begränsningar för projekten. Om PVWP används för att återställa mycket degraderade gräsmarker, visar projekten hög klimatnytta och de kan framgångsrikt konkurrera med solel till nätet som klimatkompensationsprojekt. En fallstudie visar att klimatkompensationsmarknaden skulle kunna spela en viss roll för att öka antalet PVWP-projekt. Däremot gör vattenfrågan projektens geografiska plats viktig och indikatorer för att avgöra genomförbarheten föreslås vara ”blåvattentillgång”, ”förångningsåtervinning” och ”vattenproduktivitet”. Vattenanvändningen måste också ses i förhållande till klimat, mat- och energisäkerhet, vilket kräver en nexusstrategi för att utvärdera projekten. I skrivande stund (maj 2016) är projekt rörande skötsel av gräsmarker exkluderade från mekanismen för ren utveckling (CDM) till Kyotoprotokollet och detta begränsar projekten till de frivilliga klimat-kompensationsmarknaderna. / <p>QC 20160711</p> / Demonstration and Scale-Up of Photovoltaic Solar Water Pumping for the Conservation of Grassland and Farmland in China

Forests represent both, one of the strongest drivers of, and solutions to, the rapid shift in the earth’s climate. Integrating the use of forests as a cost effective solution into emerging global carbon markets however has proven extremely difficult. The incentive for companies to utilize carbon credits as a means to offset emissions is heavily dependent upon the credibility of the project that created it. The difficulty proving the credibility of forest projects is largely due to the inherent variation associated with forest environments. British Columbia’s pine beetle epidemic provides an extreme example of just how quickly vast carbon sinks can suddenly become sources. As such, the creation of standards to ensure the security of carbon sequestered by forest projects has proven to be instrumental in encouraging their acceptance into the market. British Columbia has recognized that its forests play an integral role in its contribution to the global carbon cycle. As a result, heavy consideration is being made as to how this resource may be integrated as a source of carbon offsets for its own Cap-and-Trade market. This will mean establishing specific standards for forest projects in a BC context. This report reviews two regional standards from the states of Georgia and California, which could be applied as templates for a set of BC specific protocols for forest carbon sequestration projects. It is intended that through a comparison and analysis of these standards that potential problems faced in applying similar standards here will be identified.

The human influence of global climate is an issue currently assessed in various mitigation strategies. Stockholm County has committed to becoming carbon neutral by 2040 and negative by 2045 according to the Paris agreement. The strategy includes cutting of various sectors emissions as well as compensating for remaining emissions with carbon sequestration methods. Accounting for ecosystems ability to sequester carbon at local level in green urban areas is an important in carbon offset efforts. It has emerged from previous research that the sequestration rate may differ depending on vegetation age and thus time passing, which is not assessed on a regional level, which is important for carbon offset efforts to accurately account for the sequestration potential in long-term mitigation strategies. This study therefore aims to fill the knowledge gap of how the temporal aspect affects the current sequestration potential and future predictions, as well as assessing how it can aid in reaching carbon neutrality by 2040. The study are thus aiming to answer the research questions (1) how the carbon sequestration potential of the existing green areas change over time in Stockholm County, (2) if additional measures need to be taken to preserve or increase carbon sequestration to maintain carbon neutrality until 2040 and (3) how the knowledge of sequestration dynamics aid in reaching a carbon neutral city by 2040. A weighing of which Corine Land Cover categories was performed and concluded in the including; discontinuous structures, green urban areas, forests and wetlands, due to their contribution to sequestration potential, estimated change through time, and relevance for Stockholm County. The spatial analysis was made based on calculations with information obtained from processing of obtained data on land cover and species distribution as well as scientific literature on sequestration rates of each vegetation across all life stages, where Net Ecosystem Production was the main measurement used. The estimated results were computed in a Geographic Information System to simulate and visualize the sequestration rates of current and future predictions of 2040 sequestration potential as well as locating areas of interest. The findings show that by including temporal aspects to the assessment of carbon sequestration potential in Stockholm County, the current and future sequestration potential increased from previous research estimations. The total current sequestration potential was 2,8 MtCO2-eq annually and the predictions were estimated to 3,3 MtCO2-eq per year in 2040. As the current emissions in Stockholm County are currently 6 MtCO2-eq per year, the natural sequestration potential provided by the green areas is compensating for 46% of the current emissions. As the estimated future emissions are 0,95 MtCO2-eq annually, the natural sequestration potential more than compensates for the emissions in the county, if the predicted emission reductions are realized. Although further measurements are not seemingly required to achieve carbon neutrality in 2040, the findings further locate areas and species where management practices or protection is beneficial to further add to the sequestration potential of Stockholm County. / Den mänskliga påverkan på det globala klimatet är ett problem som för närvarande bedöms i olika klimatåtgärder. Stockholms län har förbundit sig till ett mål att bli koldioxidneutralt till 2040 och koldioxidnegativt till 2045 enligt Parisavtalets överenskommelser. Strategin innefattar att minska utsläppen från olika sektorer samt att kompensera de återstående utsläppen med olika metoder för koldioxidlagring. Ekosystemens förmåga att binda kol på lokal nivå i gröna stadsområden är en viktig del av ansträngningarna för att kompensera för utsläppen. Det har varit uppenbart från tidigare forskning att potentialen av koldioxidlagring kan skilja sig åt beroende på vegetationens ålder samt passerande tid, även om aktuell forskning inte omfattar frågan på regional nivå, vilket är viktigt för insatser som omfattar koldioxidkompensation så att lagringspotentialen kan redovisas korrekt i de långsiktiga klimatåtgärderna. Denna studie syftar därför till att fylla kunskapsluckan gällande hur den tidsmässiga aspekten påverkar den befintliga lagringspotentialen och framtida prognoser samt hur det kan bidra till att nå koldioxidneutralitet fram till 2040. Studien avser därmed till att svara på forskningsfrågorna (1) hur kolbindningspotentialen för de befintliga grönområdena förändras över tid i Stockholms län, (2) ifall ytterligare åtgärder behöver vidtas för att bevara eller öka koldioxidbindningen för att uppnå eller bibehålla koldioxidneutralitet fram till 2040 och (3) hur kunskapen om koldioxidlagringsdynamiken underlättar för att nå en koldioxidneutral region år 2040. En avvägning av vilka Corina marktäckeskategorier utfördes och resulterade i inkludering av; diskontinuerliga strukturer, gröna stadsområden, skogar och våtmarker, där koldynamiken och omfattningen av lagringspotentialen var relevant för Stockholmsregionen. Den rumsliga analysen gjordes baserad på beräkningar med information erhållen genom bearbetning av införskaffad data om marktäcke och artfördelning samt vetenskaplig litteratur om kolbindningshastighet för varje vegetation över alla livsstadier, där Net Ecosystem Production var det huvudsakliga måttet. De uppskattade resultaten beräknades i ett Geografiskt Informationssystem för att simulera och visualisera lagringshastigheten för nuvarande och framtida förutsägelser om sekvestreringspotentialen år 2040 samt att lokalisera intressanta. Resultaten visar att genom att inkludera tidsmässiga aspekter i bedömningen av kolbindningspotentialen i Stockholms län ökade den nuvarande och framtida bindningspotentialen från tidigare forsknings uppskattningar. Den totala nuvarande lagringspotentialen var 2,8 MtCO2-ekv årligen och de framtida prognoserna uppskattades till 3,3 MtCO2-ekv årligen år 2040. Eftersom de nuvarande utsläppen i Stockholms län för närvarande är 6 MtCO2-ekv årligen, kunde man se att den naturliga lagringspotentialen som grönområdena avsåg, kompenserar för 46 % av de nuvarande utsläppen. Eftersom de beräknade framtida utsläppen är 0,95 MtCO2-ekv per år, mer än kompenserar de gröna områdena för de utsläpp som sker i länet, om den förutsedda reduceringen av utsläppen sker. Även om ytterligare mätningar inte tycks behövas för att uppnå koldioxidneutralitet till 2040, lokaliseras ytterligare områden samt arter i resultatet där förvaltning eller skydd är fördelaktiga för att ytterligare förbättra lagringspotentialen i Stockholms län.

Vorliegende Arbeit zeigt die jüngsten Möglichkeiten hochauflösender Fernerkundung am Beispiel von Stadtbäumen in Berlin, Deutschland. Es wurden neuste methodische Ansätze eingesetzt, wie beispielsweise maschinelles Lernens und individuelle Baumdetektion. Sie erwiesen sich von großem Vorteil für die detaillierte Analyse urbaner Ökosystemdienstleistungen in einer heterogenen Umwelt. Neueste Fernerkundung von hoher zeitlicher Auflösung hat Möglichkeiten gezeigt, Veränderungen des Stadtwaldes präziser zu untersuchen. Diesbezüglich konnten Baumspezies klassifiziert werden auf Grundlage saisonaler Veränderungen, die mittels Fernerkundungsdaten aufgenommen wurden. Dies ist für den urbanen Bereich einmalig und über große Flächen noch nicht durchgeführt worden. Darüber hinaus haben diese Baumarten einzelnen Bäumen zugeordnet werden können, deren Abmessung fernerkundlich erfasst worden ist. Diese neu erzeugten Umweltinformationen einzelner Bäume können damit verbundene urbane Ökosystemdienstleistungen präzise aktualisieren. Zum Beispiel haben so Unsicherheiten in der Schätzung zur Kohlenstoffspeicherung städtischer Wälder reduziert werden können. Es ist zudem von Vorteil gewesen, den gegenwärtigen Mangel an räumlich expliziten dreidimensionalen Informationen über Stadtwälder anzusprechen. Allerdings ist die Rolle städtischen Wälder, das Treibhausgas CO2 langfristig auszugleichen, immer noch wenig untersucht. Gerade der Mangel an präzisen, konsistenten und aktuellen Details führt zu großen Unsicherheiten im Rahmen von Lebenszyklus-Analysen. Auf Grund des aktuellen Fortschritts in hochauflösender Fernerkundung könnten diese Unsicherheiten reduziert werden. Dazu werden Möglichkeiten ausgiebig kritisch bewertet und anhand einer Lebenszyklus-Analyse am Beispiel Berlin andiskutiert, inwieweit sie präzisere langfristige Prognosen zum Stadtwald als Kohlenstoffspeicher liefern. / This work shows recent options for implementing high resolution remote sensing in assessing urban trees in Berlin, Germany. State-of-the-art methodological approaches like machine learning and individual tree detection proved to be highly advantageous for analyzing details of urban ecosystem services within a heterogeneous urban environment. Recent remote sensing of high temporal resolution offers new options for more precisely addressing urban forest dynamics. This successfully shows that tree species could be identified from seasonal changes of remotely sensed imagery, though this has not yet been applied across cities. Furthermore, these tree species results could be combined with remotely sensed individual tree dimensions. This newly generated data can be suggested to update spatially explicit information on related urban ecosystem services. For example, this could reduce the uncertainties of such estimates as urban forest carbon storage, and also address the present lack of spatially explicit three-dimensional information on urban forests. However, few studies have considered the local scale of urban forests to effectively evaluate their potential long-term carbon offset. The lack of precise, consistent and up-to-date forest details is challenging within the scope of life cycle assessments. This can cause high uncertainties in urban forest carbon offset. Although, recent progress in high resolution remote sensing is promising to reduce these uncertainties. For this purpose, remote sensing options are extensively reviewed and briefly discussed using an example of life cycle assessment for Berlin, which allow more precise long-term prognoses of urban forest carbon offset.