An increasing demand for marine space, driven by growing offshore industries like energy production and aquaculture, has led to the exploration of multi-use strategies as a means to optimize spatial efficiency. One example of multi-use involves placing aquaculture farms within floating offshore wind farms (FOWFs), leveraging shared spatial, temporal, and provisional, and functional components to reduce resource use and environmental impacts. However, the feasibility of this approach remains underexplored, especially for floating wind systems with distinct material, logistical, and spatial complexities compared to bottom-fixed designs.  

This study evaluates the cradle-to-grave environmental impacts of a co-located FOWF and offshore mussel farm (OMF) at Hexicon AB’s proposed Mareld site located in the Skagerrak region, west of Sweden. A life cycle assessment (LCA) was conducted to compare the combined environmental impacts of the stand-alone FOWF and OMF to a hypothetical multi-use offshore farm (MUOF), using a functional unit of 1 km2 of marine space to facilitate comparisons over the 35-year lifespan of the system. 

The LCAs were modelled using Activity Browser, a graphical interface of the Brrightway2 platform, and used the Ecoinvent 3.9.1 database for material and energy inputs. The Environmental Footprint v 3.1 impact assessment method was applied, with key impact categories of relevance selected as climate change (GWP), marine eutrophication, abiotic depletion potential (ADP) of fossil fuels (ADPfossil fuels), and ADP of minerals and metals (ADPminerals). While the MUOF showed small reductions in total impacts (minus 1 percent to 7 percent) relative to the combined stand-alone systems, these reductions were primarily driven by decreased diesel use from shared operations and decommissioning activities. Monte Carlo uncertainty analysis (MCA) was conducted with 1000 iterations to assess the robustness of results. The MCA showed robustness for GWP, eutrophication, and ADPfossil fuels, but high uncertainty for ADPminerals, traced to uncertainties in background data in global mineral extraction processes. 

The allocation of impacts within the MUOF was assessed using two approaches: economic allocation and 50/50 allocation. Economic allocation, based on market values of electricity and mussels, assigned 99% of the MUOF’s impacts to the FOWF, raising concerns about disincentivization for wind developers. In contrast, 50/50 allocation equalised impacts across stakeholders, but overlooked differences in value, material use, and scale. This suggests that both allocation methods have drawbacks as-is, and more nuanced models of impact allocation must be developed that appropriately consider the equity and complexity of multi-use.  

The results of this study indicate that, while temporal, spatial and some provisional synergies in multi-use can reduce environmental burdens, the reductions are minimal. Deeper levels of integration of provisioning and functional components may increase these reductions, but must involve early collaboration between stakeholders. The study also highlights the need to combine LCA results with tools like multi-criteria decision analysis and stakeholder analysis to capture the socio-economic dynamics involved in multi-use and to facilitate equitable strategies. Additionally, this study should be coupled with technical feasibility studies of the co-location design to understand the system’s robustness under site conditions. This research provides insight into baseline environmental feasibility of co-locating aquaculture with FOWFs, offering guidance for developers, policymakers, and planners advancing sustainable marine use strategies.  

En ökande efterfrågan på marint utrymme, driven av växande offshore-industrier som energiproduktion och vattenbruk, har lett till utforskning av fleranvändningsstrategier som ett sätt att optimera rumslig effektivitet. Ett exempel på multianvändning är att samlokalisera vattenbruksparker inom flytande vindkraftsparker till havs (FOWFs), att utnyttja delade rumsliga, tidsmässiga, provisoriska och funktionella komponenter i båda systemen för att minska resursanvändning och miljöpåverkan. Men genomförbarheten av detta tillvägagångssätt är fortfarande underutforskat, särskilt för flytande vindsystem som uppvisar distinkta material-, logistiska och rumsliga komplexiteter jämfört med bottenfasta konstruktioner. 

Denna studie utvärderar miljöpåverkan från vagga till grav av en samlokaliserad FOWF och offshore musselodling (OMF) vid Hexicon AB:s föreslagna Mareld-anläggning belägen i Skagerrak-regionen, väster om Sverige. En livscykelbedömning (LCA) genomfördes för att jämföra miljöpåverkan från fristående FOWF och OMF med en hypotetisk offshorefarm med flera användningsområden (MUOF), med en funktionell enhet på 1 km2 marint utrymme för att underlätta jämförelser över systemets 35-åriga livslängd.

LCA:erna modellerades med Activity Browser, ett grafiskt gränssnitt för Brrightway2-plattformen, och använde databasen Ecoinvent 3.9.1 för material- och energiinsatser. Metoden Environmental Footprint v 3.1 konsekvensbedömning tillämpades, med viktiga konsekvenskategorier av relevans valda som klimatförändringar (GWP), marin eutrofiering, abiotisk utarmningspotential (ADP) av fossila bränslen och ADP av mineraler och metaller. Medan MUOF visade små minskningar av totala effekter (-1–7 %) jämfört med de kombinerade fristående systemen, drevs dessa minskningar främst av minskad dieselanvändning från delad verksamhet och avvecklingsaktiviteter. Monte Carlo osäkerhetsanalys (MCA) utfördes med 1000 iterationer för att bedöma resultatens robusthet. Analysen visade god robusthet för GWP, övergödning och ADPfossila bränslen, men hög osäkerhet för ADPmineraler, spårad till osäkerheter i bakgrundsdata i globala mineralutvinningsprocesser. 

Fördelningen av effekter inom MUOF bedömdes med två metoder: ekonomisk tilldelning och 50/50-tilldelning. Ekonomisk allokering, baserad på marknadsvärden för elektricitet och musslor, tilldelade 99 % av MUOF:s effekter till FOWF, vilket gav upphov till farhågor om avskräckande av incitament för vindutvecklare. Däremot utjämnade tilldelningen 50/50 effekter mellan intressenter, men förbisåg skillnader i värde, materialanvändning och skala. Detta tyder på att båda allokeringsmetoderna har nackdelar som de är, och mer nyanserade modeller för effektallokering måste utvecklas som på lämpligt sätt tar hänsyn till rättvisan och komplexiteten av multianvändning. 

Resultaten av denna studie indikerar att även om rumsliga och vissa provisoriska synergier vid fleranvändning kan minska miljöbelastningen, är minskningarna minimala. Djupare nivåer av integration av provisionering och funktionella komponenter kan öka dessa minskningar, men måste involvera tidigt samarbete mellan intressenter. Studien belyser också behovet av att kombinera LCA-resultat med verktyg som beslutsanalys med flera kriterier och analys av intressenter för att fånga socioekonomisk dynamik involverad i multianvändning, för att underlätta rättvisa och incitamentsstrategier. Dessutom bör denna studie kombineras med tekniska genomförbarhetsstudier av samlokaliseringsdesignen för att förstå systemets robusthet under platsförhållanden. Denna forskning ger insikt i grundläggande miljömässig genomförbarhet av samlokalisering av vattenbruk med FOWFs, och erbjuder vägledning för utvecklare, beslutsfattare och planerare som främjar hållbara marina användningsstrategier.