Coastal areas around the world are experiencing environmental problems such as climate change and eutrophication. These, in turn, lead to emerging challenges with excessive amounts of biomass that impact coastal communities. Developing utilisation strategies for marine biomass is therefore highly relevant and forms part of the blue growth research field. In response to environmental concerns, as a waste management strategy and as part of blue growth research initiatives, several Baltic Sea coastal projects have been initiated in recent years to study utilisation of maritime biomass. However, the sustainability of these utilisation strategies has not been critically appraised. Therefore, the work presented in this thesis explored some key sustainability aspects of two Baltic Sea case studies utilising common reed (Kalmar, Sweden) and mass-occurring filamentous macroalgae (Trelleborg, Sweden) for biogas and biofertiliser recovery. Energy analyses suggested that both case studies could provide a positive energy balance and have the potential to achieve nutrient recovery. Moreover, a contingent valuation study in Trelleborg demonstrated considerable welfare benefits of biomass utilisation. These findings indicate that marine biomass utilisation strategies highlight potential to contribute to environmental and welfare benefits of these coastal communities.

As a result of increasing environmental burdens from anthropogenic activities andresource scarcity, interest for the development of solutions utilizing photosyntheticmarine biomass has also been increasing in both academia and industries. Medium tolarge scale production and harvest of photosynthetic marine biomass have beenpracticed to achieve numerous services, including improving tourism industries,production of biofuels, and production of food/feed. However, few studies haveevaluated the potential for nutrient recovery as an added benefit to the aforementionedservices and the potential environmental burdens of such solutions from a holisticsystems perspective. This thesis, therefore, sought to determine the nutrient recoverypotential of harvesting photosynthetic marine biomass at industrial scales whileassessing the environmental burdens from a holistic systems perspective. Techniquesinvolving life cycle inventory and analysis, input-output analysis, growth modellingand experimentation, energy analysis, and assessment of greenhouse gas emissionsfrom a life cycle perspective were used to assess the potential environmental burdensof large scale harvest of photosynthetic marine biomass.This study employed five real world case studies of five different photosynthetic marinebiomass species at various geographical locations across the globe. Each case wasassessed to determine the potential to recover nutrients while evaluating the potentialenvironmental burdens from an energy and greenhouse gas perspective. Each casecontains unique specific details and therefore methods applied were case specific.Results showed that nutrient recovery potential existed in most cases with the exceptionof one case. Cases evaluated for their potential environmental burdens showed thatlarge scale harvest of photosynthetic marine biomass is resource intensive regardless ofspecies but showed mixed results from an energy perspective. The key findings of thisthesis were that a) the potential for nutrient recovery was estimated in both large scalecultivation and large scale wild harvest of photosynthetic marine biomass, b) from anenergy and biomass harvesting perspective, the viability of industrial harvests ofphotosynthetic marine biomass were found for both large scale cultivations and wildharvesting of biomass blooms, and c) scale of operations is an important factor towardsevaluating the environmental performance of photosynthetic marine biomassproduction systems.

Som ett resultat av en ökande miljöbelastning från antropogenaktivitet och knapphet på resurser, så har intresset för utveckling av lösningar medfotosyntetisk marin biomassa också ökat i både akademi och industri. Produktion ochskörd av fotosyntetisk marin biomassa i medelstor till stor skala har praktiserats för attuppnå många tjänster, inklusive förbättring av turistnäringar, produktion avbiodrivmedel och livsmedels- och foderproduktion. Men få studier har utvärderatpotentialen för näringsåtervinning som en extra fördel för de nämnda tjänsterna och denpotentiella miljöbelastningen för sådana lösningar ur ett holistiskt systemperspektiv.Denna avhandling försökte därför fastställa näringsåtervinningspotentialen för skörd avfotosyntetisk marin biomassa på industriell skala, samtidigt som miljöbelastningenbedömdes ur ett systemperspektiv. Tekniker som involverar livscykelinventering ochanalys, input-output-analys, tillväxtmodellering och experiment, energianalys ochutvärdering av växthusgasutsläpp ur ett livscykelperspektiv användes för att bedömaden potentiella miljöbelastningen för storskalig skörd av fotosyntetisk marin biomassa.I denna studie användes fem verkliga fallstudier av fem olika fotosyntetiska marinaarter som kan producerar biomassa på olika geografiska platser över hela världen. Varjefall bedömdes för att bestämma potentialen för att återvinna näringsämnen samtidigtsom den potentiella miljöbelastningen utvärderades ur ett energi- ochväxthusgasperspektiv. Varje fall innehåller unika specifika detaljer och därför användesmetoder som var specifika för varje fallstudie. Resultaten visade att potentialen föråterhämtning av näringsämnen fanns i de flesta fall med undantag för ett fall. Fall somutvärderades för deras potentiella miljöbelastningar visade att storskalig skörd avfotosyntetisk marin biomassa är resurskrävande oavsett art men visade blandaderesultat ur energiperspektiv. De viktigaste resultaten från denna avhandling var att a)potentialen för näringsåtervinning uppskattades i både storskalig odling och storskaligvild skörd av fotosyntetisk marin biomassa, b) möjligheten för industriell skörd avfotosyntetisk marin biomassa hittades för både storskalig odling och vild skörd avbiomassa, och c) skalan är en viktig faktor för att utvärdera miljöprestanda förfotosyntetiska marina system för biomassaproduktion.