Social Cost-Benefit Analysis of Cultivation and Wild Harvesting of Seaweed in Norway - Accounting for Impacts on Ecosystem Services

Formålet med denne masteroppgaven har vært å undersøke om det er samfunnsøkonomisk lønnsomt å dyrke S. latissima eller villhøste A. nodosum i Norge til bruk som ulike typer plante- og jordforbedringsmidler. Midlene vi har sett på er flytende biostimulant, tang/tare mel og biokull. Dette er undersøkt gjennom en Nytte-Kost Analyse (NKA) hvor lønnsomheten er blitt vurdert ut fra netto nåverdien (NNV) av de samlede nytte- og kostnadseffektene for prissatte effekter tilknyttet ulike alternativer. Ikke-prissatte effekter er også presentert og en sensitivitetsanalyse er utført. Prosjektperioden er antatt å være 20 år, og starter fra 2024; hvor referansealternativet er en naturlig tareskog som ikke utnyttes kommersielt. Analysen har vært begrenset til å undersøke potensialet for et område på 10 hektar. Denne oppgaven skiller seg fra tidligere NKA på dette området fordi vi har inkludert økonomisk verdsetting av økosystemtjenester (ØT) og deres påvirkning på lønnsomheten. De seks prosjektalternativene og deres NPV er: * Dyrking av S. latissima til å produsere flytende biostimulant fikk en NNV = 174 millioner NOK * Dyrking av S. latissima til å produsere taremel fikk en NNV = - 89 millioner NOK * Dyrking av S. latissima til å produsere biokull fikk en NNV = - 106 millioner NOK * Villhøsting av A. nodosum til å produsere flytende biostimulant fikk en NNV = - 8 millioner NOK * Villhøsting av A. nodosum til å produsere tangmel fikk en NNV = - 284 millioner NOK * Villhøsting av A. nodosum til å produsere biokull fikk en NNV = - 302 millioner NOK Vår NKA identifiserer dyrking av S. latissima til å produsere flytende biostimulant som det eneste samfunnsøkonomisk lønnsomme prosjektalternativet. For alle prosjektalternativene, er den forsynende ØT i form av biomasse verdsatt med markedsprisen, og har naturligvis en stor positiv påvirkning på NNV. Den regulerende ØT CO₂ sekvestrering som en fordel har liten påvirkning på NNV. For alle alternativer knyttet til villhøsting påvirker miljøskadekostnadene, som reflekterer alle ØT bestående av bruks- og ikke-bruksverdier av en naturlig tareskog, NNV negativt. For at dyrking skal bli bedriftsøkonomisk lønnsomt, må eksterne effekter på ØT internaliseres gjennom subsidier eller andre kompensasjonsordninger.The aim of this thesis has been to investigate the socio-economic profitability of cultivating S. latissima or wild harvesting A. nodosum in Norway for different types of plant- and soil amendments. We have examined the amendments liquid biostimulant, kelp meal and biochar. This is done using a Cost-Benefit Analysis (CBA) where the profitability has been assessed by calculating the net present value (NPV) of the total benefit- and cost effects associated with priced effects related to the different alternatives. Non-priced effects are also presented, and sensitivity analysis performed. The project period is assumed to be 20 years, starting from 2024; and the reference alternative is a natural kelp forest which is not commercially used. The analysis has been limited to investigate the potential on 10 hectares. What sets this thesis apart from previous CBAs on this topic is the inclusion of the ecosystem services (ES) and their impact on the profitability. The six project alternatives and the resulting NPV are: * Cultivation of S. latissima to produce liquid biostimulant, with a NPV = 174 million NOK * Cultivation of S. latissima to produce kelp meal, with a NPV = - 89 million NOK * Cultivation of S. latissima to produce biochar, with a NPV = - 106 million NOK * Wild harvesting of A. nodosum to produce liquid biostimulant, with a NPV = - 8 million NOK * Wild harvesting of A. nodosum to produce kelp meal, with a NPV = - 284 million NOK * Wild harvesting of A. nodosum to produce biochar, with a NPV = - 302 million NOK Our CBA identifies the cultivation of S. latissima to produce liquid biostimulant as the only socio-economically profitable project alternative. For all project alternatives, the provisioning ES in terms of biomass produced valued at the market price, has naturally a large positive impact on the NPV. Regulating ES in the form of CO₂ sequestration as a benefit have little impact on the NPV. For all the wild harvesting alternatives, the environmental damage costs, reflecting all ES made up of both use and non-use values of a natural kelp forest, impacts the NPV negatively. In order for cultivation to become financially profitable, external effects on ES have to be internalized through subsidies or other compensation schemes

Modellering av dreneringslinjer ved endret digital terrengmodell utført med bruk av Felles KartdataBase (FKB) og stikkrenner

Sommeren 2023 vil bli husket for ekstremværet Hans som rammet sørøst-Norge. Jordskred, flom og overvann gjorde store skader på infrastruktur og natur. Kartlegging og detektering av vannveier vil være essensielt for å håndtere utfordringene ekstremvær vil by på i fremtiden. Denne oppgaven er skrevet for Kartverket og undersøker hva slags metoder som kan forbedre dagens genererte dreneringslinjer for bedre detektering av vannveier. FKB Vann er et omfattende datasett som dekker Norges vannveier og diverse andre viktige elementer som elv, bekker, innsjøer, grøfter, isbreer og kyst. Det er flere utfordringer ved kartleggingen av disse vannveiene, som tett vegetasjon, bebyggelse, stikkrenner, sammenslåing av kart-lag og forskjellige fremstillinger av data. Det står igjen å forbedre de eksisterende vannveier, men også det å sy sammen der man har hull i dataene. Dreneringslinjer gir en god indikator på hvor man kan anta de manglende vannveier formes og renner videre, men har vanskeligheter med å overgå hindre som vei, togspor, tettbebyggelse og flater. Stikkrenner er også et manglende element for å kunne sy sammen alle vannveier, og det er veldig få kommuner i Norge som har målt inn den geografiske lokasjonen på disse. Jeg vil derfor i denne masteroppgaven utforske muligheten for å å lage dreneringslinjer som kan overgå disse hindrene på en bedre måte. Flere metodikker for generering av dreneringslinjer blir stadig utarbeidet og mange av utfordringene har forblitt det samme. Jeg vil derfor utarbeide mine egne metoder for å se på mulighetene for å generere dreneringslinjer som overgår disse utfordringene på en bedre måte. I digital terrengmodell (DTM) vil jeg endre på høydeverdier ved bruk av ArcGis pro. Data fra FKB vil brukes til å hente ut objekter jeg ønsker å rediger i terrengmodellen, som å heve veier, jernbanespor og bygninger. Videre hentes det inn stikkrenner som jeg vil senke i modellen. Jeg vil også bruke statistisk verktøy på vanndata for en mer utjevnet dreneringslinje. Videre benyttes en metode for å fjerne bruer med naboverdier, for så å kjøre en hydrologiløype med den redigerte terrengmodellen. De genererte dreneringslinjene vil så justeres for en bedre tilnærming til innmålte stikkrenner. Resultatene fra oppgaven vil sammenlignes med en dreneringslinje uten påvirkning og Kartverket sine aktive dreneringslinjer for Ringebu Kommune. I flere av tilfellene har metoden sørget for en bedre visuell framstilling av dreneringslinjen. Det er også blitt en forbedring av sammenkoblinger til stikkrenner og eksisterende Felles KartDatabase (FKB) Vann.The summer of 2023 will be remembered for the extreme weather Hans that hit south-eastern Norway, with landslides, floods and stormwater causing major damage to infrastructure and nature. Mapping and forecasting of waterways will be essential for dealing with the challenges that extreme weather will present in the future. This thesis has been written for the Norwegian Mapping Authority(Kartverket) and examines what kind of methods can improve the current generated drainage lines for better detection of waterways. FKB Water is a comprehensive dataset that covers Norway’s waterways and various other important elements such as rivers, streams, lakes, ditches, glaciers and the coast. There are several challenges when mapping these waterways, such as dense vegetation, buildings, culverts, merging map layers and different presentations of data. It remains to improve the existing waterways, but also to stitch together where there are gaps in the data. Drainage lines provide a good indicator of where it can be assumed that the missing waterways are formed and flow, but have difficulties in overcoming obstacles such as roads, train tracks, densely populated areas and flat surfaces. Culvert are also a missing element to be able to stitch together all waterways, and there are very few municipalities in Norway that have measured the geographical location of these. In this master’s thesis, I will therefore explore the possibility of creating drainage lines that can overcome these obstacles in a better way. Several methodologies for generating drainage lines are constantly being developed and many of the challenges have remained the same. I will therefore work out my own methods to see if I can generate drainage lines that overcome these challenges in a better way. In the digital terrain model (DTM), I want to change height values, using ArcGis pro. Data from FKB will be used to extract objects I want to edit in the terrain model, such as raising roads, railway tracks and buildings. Furthermore, culvert are brought in that I want to lower in the model. I will also use statistical tools on water data for a more even drainage line. Furthermore, a method is used to remove bridges with neighboring values, and then run a hydrology trail with the edited terrain model. The generated drainage lines will then be adjusted for a better approach to measured culvert. The results from the task will be compared with a drainage line without impact and the Mapping Authority’s active drainage lines for Ringebu Municipality. In several of the cases, the method has ensured a better visual presentation of the drainage line. There has also been an improvement in connections to culverts and the existing Common Map Database (FKB) Water

NATURAL CONVECTION IN PASSIVE SOLAR BUILDINGS: EXPERIMENTS, ANALYSIS AND RESULTS

Computer programs have been developed to numerically simulate natural convection in two- and three-dimensional room geometries. The programs have been validated using published data from the literature, results from a full-scale experiment performed at the Massachusetts Institute of Technology, and results from a small-scale experiment performed at LBL. One of the computer programs has been used to study the influence of natural convection on the thermal performance of a single zone in a direct-gain passive solar building. It is found that the convective heat transfer coefficients between the air and the enclosure surfaces can be substantially different from the values assumed in the standard building energy analysis methods, and can exhibit significant variations across a given surface. This study implies that the building heating loads calculated by standard building energy analysis methods may have substantial errors as a result of their use of common assumptions regarding the convection processes which occur in an enclosure