The importance of developing sustainable waste management systems has been globally recognised. As biowaste is the largest fraction of municipal solid waste, it has a crucial role in achieving this objective and relevant policy targets such as the Global Methane Pledge.

In this context, it is essential to valorize unavoidable biowaste to circulate its resource value. Various scientific studies have addressed the technical, economic and environmental aspects of biowaste valorization (BV). However, its socio-technical aspects, which are equally important, have received limited attention so far. This thesis aims to contribute to filling this research gap by addressing the socio-technical aspects of BV and how they influence its upscaling from niche applications to mainstream implementation. More specifically, this thesis aims to provide socio-technical insights on the potential sustainability implications of BV, the practices that can support its upscaling and the lock-ins and path-dependencies involved. It uses a mixed-methods approach and draws data from the scientific literature as well as empirical data from Greece and Sweden, as cases at different phases in their BV transition.

Paper I provides insights into the potential sustainability implications of upscaling BV. Paper II addresses decentralized anaerobic digestion as a BV practice and shows key knowledge gaps and themes for future research and development. Paper III investigates BV development and highlights the need to support both mature and radical innovations to support the adaptive capacity and long-term sustainability of BV systems. Paper IV provides insights into the integration of biowaste as a feedstock in biorefineries to contribute to sustainable BV and bioeconomy systems.

A major contribution of this thesis is that it synthesises evidence on three types of lock-ins that can occur at different phases of the BV transition. I illustrate the challenges to escape the carbon lock-in in the BV context but also show how BV systems can get locked-in to specific treatment technologies (e.g. anaerobic digestion) which can compromise the systems’ adaptive capacity. Moreover, I highlight a potential ‘consumption lock-in’: the risk of upscaling BV at the expense of efforts towards biowaste prevention and redistribution. These three types of lock-ins can lead to path-dependent BV systems and compromise their long-term sustainability.

The thesis findings also highlight the need to address biowaste management in the wider bioeconomy context to unlock synergies with other bioresources and address trade-offs. This requires interdisciplinary and transdisciplinary collaboration among different actors involved in the bioeconomy. However, the findings suggest that such actors still largely operate in silos. The thesis provides insights for researchers and other stakeholders involved in biowaste management and the bioeconomy towards the implementation of sustainable biowaste valorization that addresses context-dependencies.

SammanfattningVikten av att utveckla hållbara avfallshanteringssystem har erkänts globalt. Eftersom bioavfall (mat- och trädgårdsavfall) är den största andelen av kommunalt fast avfall, spelar det en avgörande roll för att uppnå detta mål och relevanta policymål såsom det globala metanlöftet.

I detta sammanhang är det viktigt att värdera oundvikligt bioavfall för att cirkulera dess resursvärde. Olika vetenskapliga studier har behandlat de tekniska, ekonomiska och miljömässiga aspekterna av värdeförädling av bioavfall (BV). Emellertid har dess sociotekniska aspekter, som är lika viktiga, hittills fått begränsad uppmärksamhet. Denna avhandling syftar till att bidra till att fylla detta forskningsgap genom att ta itu med de sociotekniska aspekterna av BV och hur de påverkar dess uppskalning från nischtillämpningar till mainstream-implementering. Mer specifikt syftar denna avhandling till att ge sociotekniska insikter om de potentiella hållbarhetskonsekvenserna av BV, de metoder som kan stödja dess uppskalning och de inlåsningar och beroenden som är inblandade. Den använder en blandad metod och hämtar data från den vetenskapliga litteraturen samt empiriska data från Grekland och Sverige, som fall i olika faser i deras BV-övergång.

Artikel I ger insikter i de potentiella hållbarhetskonsekvenserna av att uppskala bioavfall. Artikel II behandlar decentraliserad rötning som en bioavfallspraxis och visar viktiga kunskapsluckor och teman för framtida forskning och utveckling. Artikel III undersöker bioavfallsutveckling och belyser behovet av att stödja både mogna och radikala innovationer för att stödja den anpassningsbara kapaciteten och den långsiktiga hållbarheten hos bioavfallssystem. Artikel IV ger insikter i integrationen av bioavfall som råvara i bioraffinaderier för att bidra till hållbara bioavfalls- och bioekonomisystem.

Ett viktigt bidrag från denna avhandling är att den sammanfattar bevis för tre typer av inlåsningar som kan uppstå i olika faser av BV-övergången. Jag illustrerar utmaningarna med att undkomma koldioxidinlåsningen i BV-sammanhang, men visar också hur BV-system kan bli låsta till specifika behandlingstekniker (t.ex. rötning) vilket kan äventyra systemens anpassningsförmåga. Dessutom belyser jag en potentiell "konsumtionsinlåsning": risken att uppskala BV på bekostnad av insatser för att förebygga och omdistribuera bioavfall. Dessa tre typer av inlåsningar kan leda till vägberoende BV-system och äventyra deras långsiktiga hållbarhet.

Avhandlingens resultat belyser också behovet av att ta itu med hantering av bioavfall i ett bredare bioekonomiskt sammanhang för att frigöra synergier med andra bioresurser och hantera avvägningar. Detta kräver tvärvetenskapligt och transdisciplinärt samarbete mellan olika aktörer som är involverade i bioekonomin. Resultaten tyder dock på att sådana aktörer fortfarande till stor del verkar i silos. Avhandlingen ger insikter för forskare och andra intressenter som är involverade i hantering av bioavfall och bioekonomi mot ett hållbart genomförande av bioavfallsvärdering som tar itu med kontextberoenden.