1 |
Prioritising biochar application to arable land in Sweden : A spatial multi-criteria analysis / Prioritering av biokolsapplikationer på åkermark i Sverige : En rumslig multikriterieanalysOsslund, Fabian January 2020 (has links)
Biochar, the solid product of thermal conversion of biomass with little or no available air, is acknowledged as a carbon dioxide removal technique and soil enhancer among other applications. Its potential soil enhancing properties consists of increased water and nutrient holding capacities, liming effects and sorption of pollutants. However, not all soils benefit equally from biochar amendments. The thesis aims to investigate the suitability of biochar applications to agricultural soils in Sweden and communicate the results visually with a biochar indication map, illustrating where biochar could serve the highest benefits as a soil improver. A literature review was carried out to analyse the soil enhancing opportunities of biochar applications, which determined that the criteria soil texture, nitrogen leaching, ground moisture, soil pH and soil organic matter (SOM) were suitable for the analysis in a Swedish context. Then, a multi-criteria analysis was conducted in ArcGIS, based on spatial data of these criteria. Each arable land block was assigned a biochar class, varying from high indication to no indication. Arable land was considered highly recommended for biochar applications if the soil texture was sandy and at least one of the soil criteria was beyond a limiting agronomic threshold. At the national level, high indication for biochar application occupied 24.2% (528 thousand ha) of the arable land in Sweden, while the remaining land had either medium indication (13%), low indication (3.5%) or no indication (59.3%). Despite spatial variations, all Swedish counties (with data coverage above 84%) had at least 2% of high indication arable land. In particular, 66.1% of Halland’s arable land showed high indication. In turn, Skåne had the largest area (148 thousand ha, 35.7%) with high indication for biochar applications. The corresponding biochar volume potential, at the national level, suggested that between 0.5 and 26.4 million tonnes biochar can be applied to arable land with high indication for biochar applications, given application rates between 1 and 50 tonnes/ha over a 20 year timeframe. This means that arable land in Sweden can accommodate for a future production of 500 000 tonnes per year, which was suggested as an upper limit in an inquiry from the Swedish government, if application rates remain below 20 tonnes/ha. The multi-criteria analysis performed includes several subjective choices and uncertain parameters (criteria combination, data accuracy, agronomic thresholds, and classification scheme). Therefore, the biochar indication maps cannot yet be used for farm- or field-level recommendations for biochar applications. Nonetheless, despite uncertainties, the national- and county- level indication maps may still provide interesting order of magnitude. More field experiments are needed in Sweden as well as a more detailed analysis. To be able to make more precise recommendations, the present analysis can be refined by connecting all criteria to physical agricultural mechanisms and to the properties of biochar, and by using spatial data with higher resolution or even field-level data. This said, models need to be validated with experimental data, which is to date, non- existent: controlled biochar field experiments are therefore needed in Sweden. / Biokol, en solid produkt från termisk omvandling av biomassa med begränsat syre tillgängligt, är identifierad som en möjlig teknik för att minska halten av koldioxid i atmosfären och som jordförbättrare bland andra applikationer. Dess potentiella jordförbättrande egenskaper består av vattenhållning, näringsbindning, balansering av pH-värdet och minskad biotillgänglighet av föroreningar. Däremot så drar inte alla jordar samma nytta av biokolapplikationer. Arbetet syftar till att undersöka lämpligheten av biokolapplikationer på jordbruksmark i Sverige och kommunicera resultaten visuellt med en indikationskarta. En litteraturstudie genomfördes för att analysera jordförbättringsmöjligheterna till följd av biokolsapplikationer. Det fastställdes att kriterierna jordtyp, kväveläckage, markfuktighet, pH och organiskt material var lämpliga för analys i svensk kontext. En multikriterieanalys utfördes i ArcGIS, baserat på rumsliga data för dessa kriterier. Vardera jordbruksblock tilldelades en biokolklass, som varierade mellan hög indikation och ingen indikation. Jordbruksmark ansågs högt rekommenderad för biokolapplikationer om jordtypen var av sandig karaktär och minst ett av kriterierna översteg ett begränsande tröskelvärde. På nationell nivå ockuperade hög indikation för biokolapplikationer 24.2% (528 tusen hektar) av Sveriges jordbruksmark, medan den återstående marken hade antingen måttlig indikation (13%), låg indikation (3.5%) eller ingen indikation (59.3%). Trots rumsliga variationer, hade samtliga svenska län (med datatillgänglighet över 84%) minst 2% åkermark med hög indikation. I synnerhet, 66.1% av Hallands åkermark visade hög indikation. Vidare, Skåne hade den största arealen (148 tusen hektar, 35.7%) med hög indikation för biokolapplikationer. Den motsvarande potentialen för biokol, på nationell nivå, antyder att mellan 0.5 och 26.4 miljoner ton biokol kan appliceras på jordbruksmark med hög indikation för biokolapplikationer, givet appliceringsgrader mellan 1 och 50 ton/hektar över en 20-årsperiod. Detta innebär att svensk jordbruksmark kan rymma en framtida produktion på 500 000 ton per år, förslaget av en statlig utredning, ifall appliceringsgraden förblir under 20 ton/ha. Den utförda multikriterieanalysen inkluderar flertalet subjektiva val och osäkerheter (kriteriakombination, datans noggranhet, tröskelvärden, och klassificeringsmetod). Därmed kan indikationskartorna för biokol ännu inte användas för rekommendationer på jordbruksblocknivå. Resultaten kan emellertid, trots osäkerheter, antyda intressanta storleksordningar på nationell- och länsnivå. Fler svenska fältexperiment samt en mer detaljerad analys behövs. För att kunna ge mer exakta rekommendationer, kan den nuvarande analysen utvecklas genom att koppla samtliga kriterier till fysiska jordbruksmekanismer och biokolsegenskaper och genom att tillämpa rumsliga data av högre upplösning eller till och med fältnivådata. Modeller måste valideras med experimentella data, som hittills är obefintlig: kontrollerade fältförsök med biokol behövs därmed i Sverige.
|
2 |
GIS-baserad multikriterieanalys : en metod för datastött beslutsfattande i fysisk planering / GIS-based multi criteria analysis : a method for data driven decision making in spatial planningObad, Amanda January 2024 (has links)
Syftet med detta arbete var att undersöka möjligheterna och begränsningarna i användning av en GIS-baserad multikriterieanalys för markanvändningsplanering. Syftet var även att undersöka skillnader i arbetsgång och resultat mellan användning av en beslutsteoretisk modell vid genomförande av en GIS-baserad multikriterieanalys och en GIS-baserad multikriterieanalys utan användning en beslutsteoretisk modell. Arbetet har haft ett särskilt fokus på att samordna samhällsbyggnadsprocessens stora aktörers, kommuners och byggherrars, intressen. Metoden för arbetet var GIS-baserad multikriterieanalys, där en analys genomfördes enligt analytisk hierarkisk process (AHP) och en analys genomfördes utan beslutsteoretisk modell. En fallstudie av Höörs kommun genomfördes för att exemplifiera och illustrera metoden och dess resultat. Kriterier för den GIS-baserade multikriterieanalysen togs fram genom en litteraturöversikt och genom en särskild sammanställning av kriterier som använts i liknande studier. Resultatet visadeatt en GIS-baserad multikriterieanalys med AHP gav ett mer tillförlitligt resultat, med en jämnare spridning av lämplighetsvärden än en GIS-baserad multikriterieanalys genomförd utan en beslutsteoretisk modell. Vidare konstateras att GIS-baserad multikriterieanalys kan vara ett värdefullt verktyg för markanvändningsplanering då det bedöms vara tids- och resursbesparande i förhållande till traditionell framtagning av planeringsunderlag. Däremot poängteras att GIS-baserad multikriterieanalys inte bör användas som ensamt beslutsunderlag och att platsanalyser behöver genomföras för att kontrollera resultatens riktighet. / The purpose of this thesis was to investigate the possibilities and limitations of using spatial multi criteria analysis for land use planning, as well as to examine the benefit of using a decision-theoretic model when conducting a spatial multi criteria analysis. The work focused particularly on coordinating the interests of major actors in the urban development process, including municipalities and developers. The method that was used was a spatial multi criteria analysis. One analysis was conducted using the Analytical Hierarchy Process (AHP) and another was conducted without a decision-theoretic model. A case study of Höör municipality in the Scania region in southern Sweden was carried out to exemplify and illustrate the method and its results. Criteria for the spatial multi criteria analysis were derived through a literature review and through a compilation of criterias used in similar studies. The results showed that a spatial multi criteria analysis conducted with AHP provided a more reliable outcome, with a more even distribution of suitability scores than spatial multi criteria analysis conducted without a decision-theoretic model. Furthermore, it is noted that spatial multi criteria analysis can be a valuable tool for land use planning as it is considered to be time- and resource saving compared to traditional methods for acquiring a knowledge basis for planning. However, it is emphasized that spatial multi criteria analysis should not be used as the sole basis for decision making and that site visits needs to be conducted to verify the accuracy of the results.
|
3 |
Offshore Wind Farms in Norway : A Spatial Multi-Criteria Analysis for Optimal Site Location / Havsbaserad vindkraft i Norge : En spatial multikriterieanalys för optimal placeringTörnqvist, Adam, Edberg, Vincent January 2024 (has links)
Recognizing the imperative transition towards renewable energy sources to combat climate change, this study explores the outlooks for offshore wind power in Norway, a country endowed with extensive coastlines and favourable wind conditions. The thesis sets out to support decision-making processes by synthesizing contemporary research and applying context-specific insights to the southern half of the Norwegian economic zone (NEZ) into a comprehensive Spatial-Multi-criteria Analysis (SMCA). Through meticulous research, sub-criteria relevant to the geographical information systems-based SMCA are identified across four major categories: Wind, Techno-economic, Environ-mental, and Social considerations. Through the adoption of the Analytic hierarchy process (AHP) framework, the analysis generates suitability maps for all identified sites within the NEZ, facilitating a ranking procedure for both floating and bottom-fixed sites. By, among else, incorporating potential grid connection points and distance to suitable ports, this thesis offers a novel contribution to the limited body of literature on offshore wind power SMCA in the NEZ. Additionally, through state of the art data sets on mammal presence and cumulative impact on seabirds, the study not only advances the academic discourse on offshore wind power planning but also offers practical tools for policymakers and industry practitioners. The findings underscore the complexity of offshore wind farm siting, highlighting the impor-tance of a balanced consideration of various criteria to ensure sustainable and economically viable energy production. Significantly, amongst sites suitable for floating foundations, Ves-tavind A emerges as the prime location for wind farm development. The bottom rankings, however, are claimed by different sites depending on which weighting schema is applied. For future studies on the topic, important building blocks include incorporating data on seabed conditions such as geology and sloping into the SMCA alongside including more sub-criteria linked to met-ocean conditions (e.g., cut-out periods of the wind turbines caused by extreme weather). / Mot bakgrund av den globala omställningen till en alltmer grön energimix utforskar denna studie utsikterna för havsbaserad vindkraft i Norge, ett land med vidsträckta kustlinjer och gynnsamma vindförhållanden. Uppsatsen syftar till att stödja beslutsprocesser genom att sammanställa samtida forskning och tillämpa insikter anpassade till den södra halvan av Norges ekonomiska zon (NEZ) i en omfattande rumslig analys. Slutprodukten blir en relativ rangordning av en uppsättning områden som alla, enligt norska myndigheter, lämpar sig för installation av havsbaserad vindkraft. Genom noggrann efterforskning identifieras olika faktorer (subkriterier) som anses rel-evanta för den rumsliga analysen, dessa delas up i fyra övergripande kategorier: Vind, Tekno-ekonomiska faktorer, Miljöaspekter och Sociala aspekter. Med hjälp av en särskild viktningsmodell, där faktorerna ställs mot varandra och prioriteras utifrån deras relativa betydelse, genereras lämplighetskartor för alla platser inom studieområdet. Denna process ligger sedermera till grund för den ovannämnda rangordningen och görs både för platser som är tänkta för flytande och bottenfast havsbaserad vindkraft. Genom att bland an-nat inkludera potentiella anslutningspunkter till elnätet och avstånd till hamnar, som speficifkt lämpars sig för vindturbininstallationer, bidrar detta forskningsarbete med nytt innehåll till den vetenskapliga litteraturen. Därtill kan studien, utöver att bidra till den akademiska diskursen, komma att fungera som ett praktiskt verktyg för beslutsfattare och yrkesverksamma inom industrin. Resultaten påminner läsaren om komplexiteten i placeringen av havsbaserade vindkraftverk, vilket bekräftar vikten av en balanserad beaktning av olika kriterier. Detta för att kunna säkerställa att nya energiprojekt presterar bra utifrån ett miljömässigt och socialt perspektiv samtidigt som den ekonomiska lönsamheten säkras. Sett till de områden som studien utreder framstår Vestavind A som det bäst lämpade området för utveckling av havsbaserad vindkraft. De lägsta placeringarna upptas emellertid av olika platser beroende på hur de olika kriterierna viktas. Några förslag på hur denna studie kan utvecklas för att fortsatt kunna bidra till nya insikter inom forskningsområdet är att inkludera data om bottenförhållanden (exempelvis geologi och lutning) i den rumsliga analysen, samt att addera subkriterier med en naturlig koppling till meteorologiska aspekter såsom avbrottsperioder för vindturbiner till följd av extremväder.
|
Page generated in 0.0863 seconds