Browsing by study line "Ympäristö- ja luonnonvaraekonomia"

Forests play a central role in climate change mitigation actions, and substitution, that is the use of wood products in place of fossil intensive materials, has been recognized as a potential way to avoid emissions. While there are studies estimating the substitution impact of products, i.e., the avoided emissions, there is a lack of studies integrating market perspectives into substitution estimation. To contribute to this research gap, this study explores the market assumptions of substitution through the theoretical lenses of value chains and microeconomic theory on demand. The objectives are to recognize powerful decision-makers in the value chains, to establish a better understanding for the current state of substitution in the markets, and to explore the determinants of demand of the wood-based products. To limit the scope of this study, the use of pulp-based products was examined in the cases of packaging and textile sectors. Semi-structured interviews with 14 experts were arranged to discuss their views on substitution and demand of the pulp-based products in the chosen sectors. Additionally, a Likert scale was filled at the end of each interview to supplement the interview answers and enable elasticity and cross-price elasticity analyses to examine substitution. The sample of respondents was chosen through the use of snowball sampling and a matrix to recognize potential interviewees. First, the findings of this study suggest that in both sectors, the decision-making power on materials is held by the operators at the end of the value chain whereas the forest sector is located at the beginning of the chain. Second, in both sectors, there is willingness to find more sustainable material solutions, but the tools for this are lacking. In the case of packaging sector, the barrier capacities of plastic are unattainable with fiber-based materials, meaning that reducing plastic use does not always imply switching the feedstock itself. In the textile sector, the production of wood-based textile fibers is not yet scaled enough for it to compete with similar materials. However, the analysis of elasticities indicates that some substitution can be expected in both sectors. Third, a number of important determinants of demand were identified, yet no single factor could be identified as the most important one. This study concluded that there is room to improve the market assumptions for substitution impact estimation. In packages, the market preferences of fiber-based packaging in some uses give a rise for interpretational issues, while plastic reduction goals do not always imply switching to wood feedstock. In textiles, the new man-made cellulosic fibers (MMCFs) are expected to mostly substitute for viscose and fill the cellulosic gap from stagnating production of cotton instead of substituting for synthetic fibers. To conclude, it is central to integrate market data and concepts better into future substitution impact analyses to facilitate more realistic estimates.

Uusiutuvan energia rooli on noussut yhä tärkeämmäksi osaksi ilmastonmuutoksen hillinnässä. Energian tarve tulee ennusteiden mukaan enemmän kuin tuplaantumaan seuraavan kahdenkymmenen vuoden aikana. Samaan aikaan energiasektori tuottaa yli puolet koko maailman ilmastopäästöistä. Suosituksi uusiutuvaksi energiamuodoksi etenkin Euroopassa on nousemassa tuulivoima. Tutkimuksessa keskitytään erityisesti merituulivoimalla tuotettuun energiaan ja siihen, miten energia saadaan siirrettyä kustannustehokkaimmalla tavalla mantereelle energiasiirtoverkon piiriin. Tarkasteltaviksi siirtotavoiksi valikoituivat sähkönsiirtokaapeli sekä vety. Sähkönsiirtokaapeli otettiin mukaan, koska se on hyvin perinteinen tapa siirtää energiaa. Vety otettiin mukaan, koska se on vieraampi ja vähemmän tutkittu siirtotapa. Tuulivoimalla tuotettu vety on lisäksi päästötöntä vihreää vetyä, kun taas yhä 2000-luvulla suosituin tapa tuottaa vetyä maakaasun avulla on päästöjä tuottava harmaa tapa. Vety mahdollistaa myös energian varastoinnin sähköenergiaa paremmin. Tutkimuksessa käytetään kolmea eri menetelmää, jotka ovat vahvuuksia, heikkouksia, mahdollisuuksia ja uhkia vertaileva SWOT-analyysi, sähkönsiirtokaapelia ja vedyn eri siirtotapoja vertaileva kustannusvaikuttavuusanalyysi sekä tutkimushaastattelu. SWOT-analyysin ja kustannusvaikuttavuusanalyysin tiedot on kerätty vertaisarvioidusta kirjallisuudesta. Vetyala on kuitenkin verrattain uusi ja vielä tutkimuksen kohteena etenkin energiasektorilla, joten kaikkea tietoa ei ollut vielä tutkittu tai tuotu julkisuuteen. Jotta kirjallisuudesta saatua käsitystä voitaisiin vahvistaa uusimmilla mahdollisilla tiedoilla tai vaihtoehtoisesti todeta kirjallisuudessa esiintyviä tietoja vanhoiksi tai epärealistisiksi, toteutettiin tutkimuksessa tutkimushaastattelu, jonka kysymykset esitettiin tuulivoima- sekä vetyalan asiantuntijoille. Tutkimuksen tuloksissa selvisi, että sähkönsiirtokaapeli on edullisin tapa siirtää energiaa merituulivoimalalta, jos välimatka oli alle 100 kilometriä. Tietoa sähkönsiirtokaapelin kustannuksista pitkällä, yli 100 kilometrin, välimatkalla ei kirjallisuudesta löytynyt. Yli 100 kilometrin välimatkalla vedyn siirto oli kannattavinta toteuttaa tankkerilla, alle 100 kilometrin matkalla kaasuputkella. Vedyn ja sen siirtämisen keskeisimmät hyvät puolet ovat runsaat saatavilla olevat resurssit, hyvä varastointimahdollisuus sekä suuret mahdollisuudet fossiilisten energiamuotojen korvaajana. Huonoina puolina ovat etenkin vihreän vedyn tuottamiseen tarvittavan elektrolyyserin korkea hinta, vedyn energiakäytön standardien puutteellisuus sekä vahva kytkeytyminen sähkön markkinahintaan, joka on vaihdellut vuoden 2022 aikana paljon. Jotta ilmastopäästöjä saadaan vähennettyä, muutokset energiasektorilla nähdään välttämättöminä. 2020-luvulla tuulivoimasta ja vedystä on tullut yksi potentiaalisimmista vaihtoehdoista. Vety parantaa energian tuotantovarmuutta etenkin niissä maissa, joissa riippuvuus fossiilisten energialähteiden tuonnista on suurta ja samalla potentiaali kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisessä on korkea. Vedyn tuotanto saattaa ainakin aluksi painottua lähelle teollisuuslaitoksia, joissa vedyn kysyntä on suurta. Liikennesektorilla kysyntä todennäköisesti painottuu ainakin aluksi lauttaliikenteeseen sekä tieliikenteessä raskaaseen kalustoon. Vihreä vedyn tuottaminen on vielä kallista, mutta aikana, jolloin fossiilivapaus on yksi tavoiteltavista arvoista, voi vihreä vety nousta harmaata vetyä suositummaksi hinnasta riippumatta.

Metsien rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä on noussut yhä tärkeämmäksi osaksi ilmastopolitiikan toteuttamista niiden sitoessa ja varastoidessa hiiltä ilmakehästä. Metsät ovat yksi Suomen tärkeimmistä luonnonvaroista, minkä johdosta niihin kytkeytyy useita tavoitteita taloudellisen arvon varmistamisesta monimuotoisuuden turvaamiseen ja hiilen sitomisen lisäämiseen. Suomen metsistä suurin osa on yksityisten metsänomistajien omaisuutta. Siten yksityisten metsänomistajien preferenssit ja tavoitteet omistukselle on olennaista huomioida, jotta metsät saadaan kytkettyä myös osaksi ilmasto- ja ympäristöpolitiikan tavoitteita. Tässä tutkielmassa tarkastellaan metsänomistajien suhtautumista hiilen sitomisen ja varastoinnin lisäämiseen osana omien metsien hoitoa. Aineistona hyödynnetään vuonna 2019 kerättyä kyselyä, joka tuotettiin Suomalainen metsänomistaja 2020 - tutkimushankkeessa. Kysely sisälsi perusotoksen sekä kolme erityisteemoihin keskittyvää osaotosta. Yksi osaotoksista (n = 2250) keskittyi metsien käytön ja käsittelyn hyväksyttävyyteen, jossa kysyttiin metsänomistajien suhtautumista lisätä hiilen sitomista osassa omia metsiä korvausta vastaan. Näistä kysymyksistä tarkastellaan logistisen regression avulla metsänomistajien kiinnostusta myydä hiilensidontapalvelua suhteessa omistajien ja tilojen taustapiirteisiin. Lisäksi yleisellä tasolla havainnoidaan metsänomistajien suhtautumista toteuttaa hiilen sitomista ja varastointia edistäviä metsänhoidollisia toimenpiteitä sekä niiden potentiaalista ilmastovaikutusta. Yksityisistä metsänomistajista puolet suhtautuu myönteisesti hiilensidontapalvelun tuottamiseen omassa metsässä korvausta vastaan. Merkitsevinä tekijöinä metsänomistajien ja tilojen taustapiirteitä tarkasteltaessa nousivat esiin ikä, koulutus sekä vastaajan näkemys omasta metsästä hiilinieluna. Tarkastelluista hiilen sitomista ja varastointia lisäävistä metsänhoidollisista toimenpiteistä yleisesti myönteisimmin suhtaudutaan jatkuvaan kasvatukseen, josta on kiinnostunut selvästi yli puolet vastanneista. Toimenpiteiden ilmastovaikutuksia arvioitaessa oli turvemailla toteutettavalla jatkuvalla kasvatuksella suurin päästövähennyspotentiaali ja se on useiden metsänomistajien näkökulmasta kiinnostava keino ottaa käyttöön omissa metsissä, jos siitä saisi korvauksen. Kokonaisvaltainen kestävä kehitys on jatkossa yhä olennaisempi osa metsien hoitoa, minkä vuoksi onkin tärkeää havainnoida, miten erilaiset tavoitteet ovat yhteensovitettavissa. On olennaista tunnistaa, millaiset metsänomistajat ovat potentiaalisesti kiinnostuneita tuottamaan hiilensidontaa ja millaisin metsänhoitomenetelmin voidaan saavuttaa kustannustehokkaasti mahdollisimman suuri ilmastovaikutus. Päätöksenteossa ja neuvonnassa tulee huomioida yksityisten metsänomistajien erilaiset tavoitteet omistukselleen, heidän halukkuuteensa ja valmiutensa toteuttaa eri toimenpiteitä sekä toimenpiteiden houkuttelevuus ja tarkoituksenmukaisuus eri kasvupaikoilla.

Arktinen alue on suuri ja se koostuu ominaisuuksiltaan erilaisesta merestä, sekä sitä ympäröivästä maasta. Arktinen alue toimii kotina monille, ja se tuottaa elintärkeitä ekosysteemipalveluita niin paikallisille, kuin muillekin kansoille. Merenkulku on tärkeä osa Arktisen alueen toimintaa ja tänä päivänä suurin osa merenkulusta kohdistuu joko Arktiselle alueelle tai sieltä poispäin ja kauttakulkuliikennettä on toistaiseksi vain vähän. Tulevaisuudessa voimme kuitenkin odottaa merenkäynnin volyymin kasvavan, tuoden mukanaan erilaisia laivoja, eri määränpäillä ja eri tarkoitusperillä. Volyymin kasvu riippuu merenkulun osalta monesta seikasta, mutta näitä vahvistaa kuitenkin tavanomaisten reittien ruuhkautuminen, sekä ilmastonmuutoksen mukanaan tuomat vaikutukset, kuten jääpeitteen pieneneminen. Tutkielma suoritettiin laadullisena tutkimuksena, jossa perustan loi kattava kirjallisuuskatsaus. Pääasiallisena tiedonkeruutapana olivat kuitenkin haastattelut, joiden pohjana kirjallisuuskatsaus toimi. Haastatteluissa haastateltiin eri merenkulun asiantuntijoita, jotka toivat omaa osaamistaan esille erillisten teemojen kautta. Haastattelujen tuloksen analysoitiin laadullisen tutkimuksen menetelmin, käyttämällä siihen tarkoitettua ohjelmistoa. Niin haastatteluista, kuin kirjallisuuskatsauksestakin nousi esille paljon samoja ongelmia ja havaintoja. Työ keskittyi erityisesti vakuutuksiin ja siihen, kuinka vakuutuksilla voidaan ohjata ja hallita riskejä Arktisessa merenkäynnissä. Tutkielman pääasiallisena tuloksena nousi esille, että siinä missä vakuutussektori toimii hyvin riskin välittäjänä, niitä ei kuitenkaan käytetä tehokkaasti riskien hillintään. Vakuutussektorin nähtiin toimivan kuitenkin yleisellä tasolla hyvin ja tarkoituksenmukaisesti. Suurin ongelmatiikka tuli esille tietoon liittyen. Tietoa koettiin olevan liian vähän ja sitä on vaikea saada. Myös regulaatioiden merkitys korostui haastatteluissa ja sitä toivottiin lisättäväksi Arktiseen merenkulkuun liittyvissä asioissa.

Sähkö on nopeimmin kasvava lopullinen energiamuoto, ja sen kysynnän odotetaan kasvavan nopeasti tulevina vuosikymmeninä. Markkinoille tarvitaan läpinäkyvämpää ja tarkempaa päästölaskentaa, vihreän siirtymän ja kansallisten hiilidioksidipäästötavoitteiden nopeammaksi saavuttamiseksi. Monet organisaatiot kehittävät parhaillaan strategioita tuntitason hiilineutraaliuuteen, sillä monien yksityisten uusiutuvan energian hankintojen kunnianhimo ylittää olemassa olevan sääntelyn tavoitteet. Yritysten kestävyysjohtamisen korkeat standardit ohjaavat siirtymistä kohti uusiutuvan energian ajallista täsmäytystä tai "24/7-täsmäytystä", mikä voisi myös lisätä uskottavuutta hiilineutraaliusväitteisiin sekä vähentää päästöoikeuksien kaksinkertaista laskemista ja viherpesua. Toistaiseksi sähkön alkuperää on seurattu markkinapohjaisilla vihreillä sertifikaateilla; Euroopassa Guarantees of Origin, jotka mahdollistavat sähkön vuosittaisen tai kuukausittaisen kulutuksen yhdistämisen uusiutuvaan energiaan. Vihreän sähkön osuuden kasvaessa sähköntuotannossa, sähköntuotanto kuitenkin siirtyy aiempaa ajoittaisemmaksi ja vaihtelevammaksi. Kaikilla uusiutuvan energian teknologioilla on omanlaisensa tuotantoprofiilit sekä kausittaiset ja päivänsisäiset vaihtelut. Täten vihreän sähkön kulutus ei aina vastaa sen tuntikohtaista saatavuutta. Lisäksi nykyiset vihreät sertifikaattijärjestelmät eivät heijasta riittävästi uusiutuvan energian oikea-aikaista saatavuutta eivätkä näin ollen edistä investointeja, jotka voisivat tarjota järjestelmän joustavuutta ja vihreän energian ympärivuorokautista saatavuutta. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on parhaillaan kehitteillä pilottiversioita vihreän sähkön sertifikaattijärjestelmästä, joka mahdollistaisi sähkön tuotannon ja kulutuksen tuntikohtaisen täsmäytyksen, sillä siirtyminen kohti vihreän energian 24/7-täsmäytystä herättää yhä enemmän kiinnostusta. Ennen uusien instrumenttien ottamista mukaan markkinoille on kuitenkin välttämätöntä selvittää niiden mahdolliset markkinavaikutukset. Tässä tutkielmassa esittelemme tuntisertifikaattimarkkinoiden taloustieteellisen mallin ja vertaamme 24/7-täsmäytyksen volyymi- ja hintavaikutuksia vihreän sähkön sertifikaateilla perinteisiin sertifikaattimarkkinoihin, joissa sähkönkulutusta täsmäytetään uusiutuvan energian kanssa vuosittain. Analysoimme myös, kuinka kuluttajan hyöty tuntikohtaisista vihreistä sertifikaateista vaihtelee eri ajankohtien välillä, kun uusiutuvan energian saatavuus vaihtelee. Havaitsemme, että kuluttajien hyöty tuntikohtaisten sertifikaattien hankinnasta laskee uusiutuvan energian tuotannon kasvaessa. Näin ollen kuluttajan hyöty sertifikaateista on suurin silloin, kun myös korkeapäästöisen energian osuus on korkea. Tuntikohtaiset vihreät sertifikaatit voisivat siis tarjota eniten hyötyä sekä kuluttajille että tuottajille niinä tunteina, jolloin uusiutuvaa energiaa on tarjolla vähemmän. Havaitsemme myös, että tuntikohtainen täsmäytys voisi joko lisätä tai vähentää kuluttajan uusiutuvan energian hankintakustannuksia ja tuottajan tuloja yksittäisten tuntien sisällä verrattuna vuosittaiseen tai kuukausittaiseen täsmäyttämiseen. Näin ollen tuntikohtainen sertifiointi voisi tarjota lisähyötyä teknologioille, joita tarvitaan täydelliseen järjestelmän laajuiseen hiilidioksidipäästöjen nollaamiseen, kuten energian varastointiratkaisuille. Näin ollen tuntikohtaisen sertifikaattijärjestelmän kehittämisessä tulisi keskittyä tämän vaikutuksen korostamiseen, mikä voisi edelleen kannustaa investointeja sähkömarkkinajärjestelmän joustavuuteen. Tarvitaan kuitenkin lisätutkimusta mahdollisten vaikutusten selvittämiseksi erityisesti sähkömarkkina-alueilla, joissa uusiutuvan energian osuus on jo korkea. Lisäksi täytyy vielä selvittää, onko tällaiselle järjestelmälle kysyntää yksityissektorilla ja johtaisiko tuntikohtainen täsmäytys yhteiskunnan kannalta optimaalisesti korkeampiin päästövähennyksiin kuin perinteiset sertifikaattijärjestelmät.

Reindeer (Rangifer tarandus L.) is an integral part of ecosystems across the northern boreal regions, and reindeer husbandry is an important socio-cultural factor, especially for indigenous people. Currently, reindeer husbandry in Fennoscandia is confronted with deterioration of pasture areas, and the decreasing of reindeer number has often been offered as a solution. However, in most reindeer herding districts, forestry has also strongly decreased the sustainable production capacity of winter pastures and therefore has had a significant role in pasture deterioration in addition to high reindeer numbers. The interaction between forestry and reindeer husbandry has often been studied qualitatively, ecologically, or with simple bio-economic models from the perspective of forestry. In this thesis, I use a detailed interdisciplinary ecological-economical model to study how the rotation forestry affects the economics of reindeer husbandry. The research questions are 1) how does the length of forest rotation period and 2) the management practices such as soil scarification and leaving of harvesting residues affect the economically optimal reindeer husbandry. I expand a novel ecological-economical reindeer husbandry optimization model to include the effects of forestry on the ground and arboreal lichen with an assumption of normal forest structure. The effects of forestry on the ground and arboreal lichen are based on previous literature. Modern dynamic optimization algorithms are used to solve the model for the optimal number of reindeer, annual net revenues, lichen biomass on pastures, and the level of supplementary feeding under different forest rotation lengths and management scenarios with zero and positive interest rates. The results show that the length of forest rotation period affects the economically optimal solution. When pasture rotation is used, shortening the forest rotation length decreases the optimal number of reindeer, annual income, and the lichen biomass in pastures, but increases the amount of supplementary feed given. When pasture rotation is not used, shortening the forest rotation length decreases the number of reindeer, annual net revenues, and supplementary feeding, but increases the lichen biomass. Soil scarification and harvesting residues lower the annual net revenues of reindeer husbandry by 1-15% depending on the forest rotation length and pasture rotation. The longer is the forest rotation length, the less the annual net revenues are affected by the forest management practices. Higher interest levels lead to higher reindeer numbers and a higher level of supplementary feeding, but also to lower lichen biomass and annual net revenues from reindeer husbandry. The results of this thesis support the earlier findings of negative effects of rotation forestry and short rotation lengths on reindeer husbandry, and estimations that reindeer husbandry is more resilient if pasture rotation is used. As the economical sensibility of rotation forestry in Lapland has currently been questioned, even-aged forestry could offer a solution with the best management scenarios for both parties. The results of this thesis support infinitely long forest rotation length without soil scarification. This thesis also highlights the need for interdisciplinary co-design of ecological studies to ensure that they are suitable for creating complex interdisciplinary optimization models.

The importance of multipurpose forests is increasing since forests can simultaneously provide solutions for climate change mitigation, biodiversity protection, and the diverse needs of humans. Therefore, forest management practices, various management objectives, and forest-related policies become necessary parts of sustainable forestry. A notable share of forest management decisions depends on the preferences and motives of private forest owners, and an increasing number of owners are interested in other than timber values in their properties. In addition, changes in forest ownership structures and varied use of forest management alternatives emphasize understanding private forest owners’ management motives. This thesis aims to examine Finnish private forest owners and their forest management preferences regarding the support of biodiversity values and interest in wood-material production for the needs of the bioeconomy. The survey data were collected in spring 2020 and included a choice experiment with three forest management schemes. Two hypothetical management contracts, timber-oriented, and nature-oriented strategies, were used as alternatives for the conventional management practices. The long-term effects from each management scheme were described with the changes in profit, biodiversity, carbon stock, climate change-induced damages, and one-time subsidy. The survey data were analyzed using conditional logit, random parameters logit, and latent class logit models. Forest owners consider biodiversity values and raw material supply for the bioeconomy important. However, the results suggest that, on average, forest owners may not be willing to accept the timber-oriented management contract, whereas the nature-oriented management strategy is generally a more preferred option. The latent class model reveals three forest owner types with different preferences and management objectives. The largest share of the respondents is identified as Traditionalists who prefer conventional management practices to other alternatives. They might be reluctant to change their strategies despite the level of subsidies. The smallest group, Environmentalists, is oriented towards environmental and natural values in their forests and would most likely use continuous cover forestry and safeguard biodiversity values. The monetary support does not necessarily impact their management decisions. The rest of the respondents are described as Profit-oriented owners who may be a potential target for various forest management contracts. They consider their property more often as financial security and could be motivated by compensation. The possibility for productive and viable forests has a considerable impact on forest owners’ management decisions. However, the results indicate broad interest in various management alternatives, and the segment-based analyses reveal different forest management objectives among the owners. Therefore, understanding the diversity between forest owners helps policymakers to target specific policy goals more effectively.

Mining is globally one of the fastest growing and developing industries (Vasara, 2019). It is important to find functional and reliable methods via academic research to solve societal issues in a rapidly evolving industry. Such a method is, for example, a valuation method for a producing mine which determines the value of the mine for the owner with sufficient accuracy. This thesis studied the theory of Hotelling's valuation principle and valuation method of Cairns and Davis (1998) and their role in the economic literature. In the empirical part of the thesis, the net present value of the Siilinjärvi phosphate mine was calculated, and sensitivity analysis was performed for the determined data using the studied valuation methods, instead of statistical analysis of the methods. The thesis answered the following questions: what are the effects of a valuation method and the available data on the net present value of a single producing mine? How are the above-mentioned impacts possibly reflected in social value of the mine and thus in social decision-making? In the analysis of the thesis, the base year was defined as 2020. Data was determined to describe the base year, and sensitivity analysis was performed relative to it. The estimated data described the production of phosphate concentrate, and the valuation was outlined accordingly. The net present value of the Siilinjärvi phosphate mine, calculated using the Hotelling valuation principle, was 663,27 million US dollars. The net present value obtained using the valuation method of Cairns and Davis was 378.23 million US dollars. Thus, the Hotelling valuation principle also produces higher social value than the valuation method of Cairns and Davis. And it is possible that using the Hotelling valuation principle, a single mining project would be approved, which would not necessarily be accepted using the valuation method of Cairns and Davis. The effects of the available data are transmitted to the net present value obtained by the valuation method and thus to the social value and decision-making. The magnitude of the effects depends, for example, on the method used and the magnitude of the error in the estimates. Future research could be testing the valuation method of Cairns and Davis with statistical means to allow the valuation method to gain empirical support. Also, the valuation method of Cairns and Davis valuation method could be extended to cover the ecological and social impacts of mining.

Aquaculture production has enabled the considerably increased consumption of fish for the past decades. While fish is a good source of nutrition, its production is causing negative externalities for instance in a form of eutrophicating nutrient releases. These are attempted to diminish by regulation which has in turn enhanced the stagnation of the aquaculture sector in the EU. Most of the production is currently performed in marine net cages but to harness the economic potential of the sector without further deteriorating the waters, new, more environmentally sustainable options are sought. Bringing the production to land-based indoor facilities with recirculating water is one plausible option. The nutrient releases from these Recirculating Aquaculture Systems (RAS) are significantly smaller as most of the nitrogen (N) and phosphorus (P) can be purified. However, despite the efficiency perks the indoor rearing with adjustable conditions is yielding, the operation and especially the investment costs are likely to be much higher than in the prevailing cage-based production decreasing the desirability of the technology. I conducted a social cost-benefit analysis (CBA) to compare these two alternative aquaculture production technologies, net cage and RAS, from the society’s perspective. In addition to private costs, i.e., investment and production costs, the analysis takes into consideration the eutrophication damage of the released nutrients. The eutrophication damage is determined in monetary terms to make them commensurate with the other costs. For the same reason, all the costs and benefits are discounted to present values prior the comparison. The analysis has special focus on the Baltic Sea and Finland. Due to its dominance in the Finnish aquaculture production, rainbow trout was chosen as the main specie to study along whitefish as a higher value specie. To further examine the economic performance of RAS technology, pike perch production is also included. In addition, due to the uncertainties regarding the cost factors and developing technology, I present a comprehensive sensitivity analysis regarding the discount rate, investment costs of RAS, producer price, and eutrophication damage valuation. When it comes to large scale production of rainbow trout, the results show higher net present value (NPV) for the net cage production. However, when the eutrophication damage costs are taken into consideration the difference between net cage and RAS production decreases. RAS technology seems to be highly profitable in whitefish production, implying that is economically sensible to focus on higher value species. Under the strict environmental legislation regarding the Weser ruling of the EU Water Framework Directive (WFD) activities preventing or hindering to reach the good environmental status waters cannot be allowed. As this can also cause denial of permits for RAS production and further decreasing the distinctive nutrient load of the net cage aquaculture is a challenge considering the economic and technological restrictions, one solution could be offsetting the nutrient load. Gypsum amendment of fields has been found to be a cost-effective measure in preventing phosphorus releases; thus, the initial analysis is extended to include onetime nutrient offsets from farmers. According to the results, it is sensible offsetting measure as the environmental benefits from offsetting are higher than the costs of doing so under net cage production and at the same level under RAS production. The current environmental regulation is affecting hardest on the point sources such as aquaculture farms. This is felt unfair by the fish farmers. To shed light on the issue, another social CBA examines the social net benefits of beef and cultured meat production and compares the NPVs with rainbow trout farming under net cage and RAS technologies. The analysis is conducted with respect to produced protein to make the alternative food sources commensurate. In addition to private costs and eutrophication damage costs of nutrients, it also includes the atmospheric damage costs of carbon dioxide emissions. The results show clear superiority of aquaculture as a protein producer. The thesis concludes that due to the efficiency of aquaculture in producing protein and its potential in the blue growth sector, it is definitely reasonable to seek sustainable ways to produce fish. While net cage technology is currently the best option for large scale aquaculture, RAS has potential on the niche market of higher value species. The technological development has tendency to decrease the costs related to the necessary equipment and if the technology is to overcome its other uncertainties, it may have an important role in the future. Nevertheless, the environmental regulation ought to be adjusted to enable the blue growth in an environmentally and financially sustainable manner.

This thesis examines the effects of Internationally Transferred Mitigation Outcomes (ITMOs) trade –embedded in the market mechanisms of Article 6 of the Paris Agreement– in assisting countries to achieve their Nationally Determined Contributions (NDCs), incentivize increased mitigation ambition, and contribute to the long-term goals of the Paris Agreement. The study takes place within a context characterized by highly heterogeneous and non-Paris aligned NDCs, reflecting current global circumstances. The study employs a conceptual framework that integrates the Social Cost of Carbon (SCC), Marginal Abatement Cost (MAC) curves, and Marginal Benefit (MB) curves. This framework is used to analyze the impact of ITMO trading on the ambition of NDCs and the potential for global mitigation. The research reveals that the roles countries play in the ITMO market—whether as buyers or sellers—is significantly influenced by the varied nature of NDCs, each country’s unique domestic marginal abatement costs, and how their mitigation ambition aligns with the SCC. In addition, it was found that ITMO trading can potentially trigger additional mitigation and escalate target ambitions. However, the success of this mechanism heavily depends on certain conditions, restrictions, and alignment with Article 6 principles. For instance, allowing negative reoptimization could lead to countries manipulating their NDCs for short-term gain, thus undermining long-term climate goals. In contrast, scenarios permitting positive reoptimization and restricting trade to beyond-NDC targets can encourage higher ambition levels in line with the Paris Agreement goals. However, the study also highlighted significant challenges and limitations. The risk of overselling could undermine future mitigation efforts, and managing these complexities requires a thorough understanding of each country’s domestic mitigation context. Moreover, the varied nature of NDCs adds a layer of complexity to ITMO trading, necessitating a meticulous examination of each country’s future actions. The study recommends future research to devise methods for better aligning NDCs to facilitate more effective ITMO trading. This could involve an extensive exploration of potential safeguards for ITMO trade such as transfer limits, ambition coefficients, surplus targets, and taxes. Evaluating their effectiveness could offer valuable policy implications for ITMO trade regulation. Future studies should also delve into the uncertainties and dynamic intertemporal effects that impact ITMO trading, aspects not accounted for in the current conceptual framework. By broadening the focus to include imperfect markets and real-world uncertainties, we can strive towards more robust and effective climate policies.