Mitigating climate change requires a diverse set of measures to reduce greenhouse gas (GHG) emissions. While the literature on carbon dioxide (CO₂) abatement measures is extensive, research on the mitigation of non-CO₂ GHGs is relatively limited. In particular, abatement measures for the residual emissions of methane (CH₄) and nitrous oxide (N₂O) from their largest source – agriculture – have not been adequately discussed. This thesis proposes process concepts to mitigate CH₄ and N₂O through catalytic conversion. These concepts were extended to include CO₂ capture, and the integrated configurations were evaluated for different emission conditions. Multi-GHG mitigation of CH₄, N₂O, and CO₂ can thereby be applied to abate the residual GHG emissions.

Two process routes based on thermal and photocatalysts were developed for CH₄ mitigation. Techno-economic assessment results show that the CH₄ mitigation costs in both routes are strongly dependent on inlet concentrations. Electricity and catalyst were the main cost drivers in the thermal catalytic route, while reactors have the highest cost share in the photocatalytic route. The costs can be lowered by using the catalysts that are inert to moisture.

Mitigation costs for multi-GHG mitigation are sensitive to the order of GHG mitigated in the integrated unit. The costs were lower when CO₂ is mitigated first, followed by N₂O and CH₄. Catalysts that decompose N2O at low temperatures (< 300 °C) and are inert to other gases in the inlet stream can bring down costs in multi-GHG mitigation. These processes must be tested under field conditions to check interactions with other gases. Using renewable electricity is crucial to improve the climate effectiveness of the technology.

CH₄ mitigation from agriculture promotes sustainable development goals. However, adequate policies measures are required, especially in developing countries, to support large scale deployment of these measures.

Att begränsa klimatförändringar kräver en mångfald av åtgärder för att minska utsläppen av växthusgaser. Litteraturen om åtgärder för att reducera utsläppen av koldioxid (CO₂) är omfattande men forskningen om minskning av utsläpp av andra växthusgaser är relativt begränsad. Det gäller särskilt åtgärder för att reducera restutsläppen av metan (CH₄) och dikväveoxid (N₂O) från deras största källa: jordbruket. Denna avhandling föreslår processkoncept för att minska CH₄ och N₂O genom katalytisk omvandling. Koncepten omfattar även CO₂ avskiljning, och olika konfigurationer utvärderades under varierande förhållanden. Samtidig reduktion av CH₄, N₂O och CO₂ kan på detta sätt användas för att minska restutsläpp av växthusgaser.

Två processvägar baserade på termiska katalysatorer och fotokatalysatorer utvecklades för CH₄ reduktion. De tekno ekonomiska analyserna visar att kostnaderna för att reducera CH₄-utsläpp i båda fallen är starkt beroende av koncentrationerna i tillflödet. Elektricitet och katalysatorer var de främsta kostnadsdrivarna i den termiska katalysvägen, medan reaktorer stod för den största kostnadsandelen i den fotokatalytiska vägen. Kostnaderna kan sänkas genom att använda katalysatorer som är okänsliga för fukt.

Kostnaderna för samtidig utsläppsreduktion av flera växthusgaser är känsliga för i vilken ordning gaserna avskiljs eller omvandlas i den integrerade enheten. Kostnaderna var lägst när CO₂ avskiljs innan omvandling av N₂O och CH₄. Katalysatorer som kan omvandla N₂O vid låga temperaturer (< 300 °C) men som inte reagerar med andra gaser i inloppsströmmen kan minska kostnaderna. De föreslagna processerna behöver testas under fältförhållanden för att undersöka interaktioner med andra gaser. Användningen av förnybar el är avgörande för att förbättra teknikens klimatprestanda.

Reduktion av CH₄ från jordbrukssektorn främjar flera hållbarhetsmål. För att möjliggöra storskalig implementering krävs dock adekvata politiska styrmedel, särskilt i utvecklingsländer.