Greenhouse Gas and Nitrogen Fertilizer Scenarios for U.S. Agriculture and Global Biofuels, June 2011

This analysis uses the 2011 FAPRI-CARD (Food and Agricultural Policy Research Institute–Center for Agricultural and Rural Development) baseline to evaluate the impact of four alternative scenarios on U.S. and world agricultural markets, as well as on world fertilizer use and world agricultural greenhouse gas emissions. A key assumption in the 2011 baseline is that ethanol support policies disappear in 2012. The baseline also assumes that existing biofuel mandates remain in place and are binding. Two of the scenarios are adverse supply shocks, the first being a 10% increase in the price of nitrogen fertilizer in the United States, and the second, a reversion of cropland into forestland. The third scenario examines how lower energy prices would impact world agriculture. The fourth scenario reintroduces biofuel tax credits and duties. Given that the baseline excludes these policies, the fourth scenario is an attempt to understand the impact of these policies under the market conditions that prevail in early 2011. A key to understanding the results of this fourth scenario is that in the absence of tax credits and duties, the mandate drives biofuel use. Therefore, when the tax credits and duties are reintroduced, the impacts are relatively small. In general, the results show that the entire international commodity market system is remarkably robust with respect to policy changes in one country or in one sector. The policy implication is that domestic policy changes implemented by a large agricultural producer like the United States can have fairly significant impacts on the aggregate world commodity markets. A second point that emerges from the results is that the law of unintended consequences is at work in world agriculture. For example, a U.S. nitrogen tax that might presumably be motivated for environmental benefit results in an increase in world greenhouse gas emissions. A similar situation occurs in the afforestation scenario in which crop production shifts from high-yielding land in the United States to low-yielding land and probably native vegetation in the rest of the world, resulting in an unintended increase in global greenhouse gas emissions.

Embodied pollution in Spanish household consumption: a disaggregate analysis

[spa] En este artículo aplicamos un modelo input-output ampliado medioambientalmente para analizar un aspecto específico de la hipótesis de la curva de Kuznets ambiental. El propósito del estudio es analizar si las estructuras de consumo de los hogares con una mejor ‘posición económica’ pueden tener un efecto positivo para reducir las presiones medioambientales. Para ello combinamos información de diferentes bases de datos para analizar el impacto de la contaminación atmosférica del consumo de diferentes hogares españoles en el año 2000. Consideramos nueve gases, i.e. los seis gases de efecto invernadero (CO2, CH4, N2O, SF6, HFCs, y PFCs) y otros tres gases (SO2, NOx, y NH3). Clasificamos los hogares en quintiles de gasto per capita y quintiles de gasto equivalente. Los resultados obtenidos muestran que hay una relación positiva y elevada entre el nivel de gasto y las emisiones directas e indirectas generadas por el consumo de los hogares; sin embargo, las intensidades de emisión tienden a disminuir con el nivel de gasto para los diferentes gases, con la excepción de SF6, HFCs, y PFCs.

Propuesta de implementación del cultivo del manzano (Malus domestica) en la Vall d'Alinyà : análisis de viabilidad ambiental-económica y certificación de créditos voluntarios de carbono

El presente proyecto tiene por objetivo realizar una propuesta de cultivo de manzano (Malus domestica) en la Vall d’Alinyà para el desarrollo de un producto agroalimentario que contribuya a la revitalización de esta área rural y a la mitigación del calentamiento global. Para ello, se pretende proporcionar una metodología para calcular, con mayor precisión, el comportamiento de los cultivos como sumidero de carbono a partir del balance neto de gases con efecto invernadero (GEI) del sistema. Con tal de obtener las emisiones de GEI generadas por los cultivos se desarrolla un análisis del ciclo de vida (ACV), y para obtener la fijación de los cultivos, se realiza un análisis de su capacidad de absorción de dióxido de carbono en la biomasa de la plantación. Además, mediante el uso de sistemas de información geográfica (SIG), se determinaron los terrenos potenciales para el cultivo del manzano en la zona de estudio. Posteriormente, se verifica la certificación de créditos en el mercado de carbono voluntario y se analiza la viabilidad económica del proyecto, obteniendo así un producto (la manzana) con valor ambiental añadido. Como conclusión se obtuvo una viabilidad positiva de la verificación de créditos, puesto que el balance neto de carbono fue positivo, absorbiéndose 234,54 t CO2 en todo el territorio potencialmente cultivable (16,92 ha) y durante 15 años de actividad agrícola. Al mismo tiempo, la propuesta resultó viable económicamente, generándose unos beneficios ligados a la venta de producción frutícola y de los créditos de carbono de 79.484 € durante los 15 años de actividad productiva.

Suomen öljytaseen laskenta kansainvälisessä raportoinnissa ja kansallisessa tilastoinnissa

Työn kohteena olivat Suomen öljytaseeseen liittyvät kansainväliset vuosikyselyt, joiden raportoinnista Suomessa vastaa Tilastokeskus. Samalla tarkasteltiin Tilastokeskuksen laatimia kansallisia energiatilastoja, jotka liittyvät öljyn hankintaan, jalostukseen ja käyttöön. Työn pääpaino oli kuitenkin kansainvälisissä raportoinneissa. Työn tavoitteena oli kehittää Eurostatin, IEA:n ja YK:n vuosittaisen öljykyselyn sekä YK:n ilmastosopimukselle laadittavaan kasvihuonekaasuinventaarioon liittyvän Reference Approach -laskennan raportointia. Selvitysten toivottiin pienentävän öljynhankinnan ja kulutuksen välisistä tase-eroista johtuvia tilastovirheitä. Kansainvälisten raportointien tutkimuksesta odotettiin myös löytyvän kehittämisehdotuksia kansallisiin energiatilastoihin. Vuosittaisten energiakyselyiden pohjalta syntyvät merkittävimmät kansainväliset energiatilastotietokannat. Tietoja käytetään useisiin tarkoituksiin muun muassa energian riittävyyden jakulutuksen analysointiin globaalisti. Reference Approach on taas vaihtoehtoinenlaskentatapa energiakäytöstä ja -tuotannosta aiheutuville hiilidioksidipäästöille. Reference Approach raportoidaan vuosittain YK:n ilmastosopimukselle. Työ toteutettiin tarkastelemalla kansainvälisen öljykyselyn rakennetta ja useista eri lähteistä saatuja öljytuotteiden lähtötietoja. Vuoden 2004 öljykyselyä täydennettiin ja tietoja verrattiin alkuperäiseen raporttiin. Reference Approach -laskennan tutkiminen toteutettiin tarkistamalla öljytuotteiden lähtötiedot ja loppukäytön jakaantuminen energiakäytön ja raaka-ainekäytön välillä. Tutkimuksien pohjalta Reference Approach -aikasarja laskettiin uudelleen ja tuloksia verrattiin alkuperäiseen aikasarjaan. Työn tuloksena saatiin sekä kansainvälistä öljykyselyä että Reference Approach -laskentaa tarkennettua huomattavasti. Samalla tilastovirheet pienenivät merkittävästi. Työssä tehtyjä havaintoja ja tuloksia tullaan hyödyntämään jatkossa sekä Suomen kasvihuonekaasupäästöjen laskennassa että kansainvälisen öljykyselyn raportoinnissa.

Emission Trading and Tradable Green Certificates Impacts on the Business Activity of Vattenfall Oy

Ihmisen toiminnan vaikutus ilmakehään johtaa todennäköisesti ilmastonmuutoksiin. Eräs näistä muutoksista on maapallon keskilämpötilan nousu, joka aiheutuu kasvihuonekaasujen lisääntyneestä pitoisuudesta ilmakehässä. Vaikutusten vähentämiseksi on hiilidioksidipäästöjä vähennettävä. Kioton pöytäkirja asettaa allekirjoittaneille maille päästövelvoitteet. Euroopan unionin tulee vähentää kasvihuonekaasupäästöjään 8%:lla. Eräs vähennysmekanismeista on päästökauppa. Päästökauppa on sekä keino suojella ympäristöä että ympäristöpoliittinen instrumentti kasvihuonekaasupäästövähennysten kustannusten keventämiseksi. Päästökauppa ei suoranaisesti vähennä kasvihuonekaasupäästöjä, vaan tasaa niitä maiden ja laitosten välillä. Uusiutuvan energian käytön edistäminen sekä kansainvälisesti että kansallisesti johtaa suoriin kasvihuonekaasupäästöjen vähenemiseen. Euroopan unionin jäsenvaltiot ovat asettaneet kansalliset viitearvot uusituvan sähkön kulutukselle. Saavuttaakseen nämä viitearvot maiden tulee tukea uusiutuvia energialähteitä eri menetelmin kuten vihreillä sertifikaateilla. Päästökauppa ja kaupattavat vihreät sertifikaatit tulevat vaikuttamaan energiantuottajien liiketoimintaan. Työssä on tutkittu päästökaupan ja vihreiden sertifikaattien vaikutuksia Vattenfall Kaukolämpö Oy:n, Vattenfall Sähköntuotanto Oy:n ja Vamy Oy:n liiketoimintaan.

Kestävän kehityksen näkökulmien huomioiminen kunnan energiaratkaisussa

Diplomityön tavoitteena on tuottaa informaatiota kunnalliseen päätöksentekoon, jonka avulla kestävän kehityksen näkökulmia voidaan huomioida kunnan energiaratkaisusta päätettäessä. Yhtenä työn lähtökohtana on ollut myös uusi EU-direktiivi, jonka mukaan ympäristönäkökohtia voidaan huomioida julkisten hankintojen tarjouspyyntömenettelyssä valintaperusteena. Tarkastelun kohteena oli kokoluokaltaan 0,5–3 MW:n aluelämpölaitokset sekä polttoaineiden tuotantoketjut. Työssä vertailtavat polttoaineet olivat metsähake, raskas polttoöljy, kevyt polttoöljy ja turve. Diplomityössä on perehdytty kestävän kehityksen käsitteeseen ja muodostettu sen mukaan ekologiselle, sosiaaliselle ja taloudelliselle näkökulmalle kunnallisen energiaratkaisun indikaattoreita. Empiirisessä osassa käsitellään kestävän kehityksen näkökulmien muodostumista Enon energiaosuuskunnan toimintaan perustuen. Käytettävät kestävän kehityksen näkökulmien mukaiset indikaattorit ovat polttoaineen tuotannosta ja käytöstä aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt, polttoaineen tuotannon työllisyysvaikutukset sekä energian hinnan muodostuminen osuuskunnan asiakkaille. Tässä diplomityössä tarkastelluilla kestävän kehityksen indikaattoreilla mitattuna, metsähakkeen käytöllä energiantuotannossa on positiivinen vaikutus niin kunnan kasvihuonekaasutaseessa, työllisyystilanteessa sekä myös enemmän kuluttajaystävällinen asema, lämmön hinnan vakauden ansiosta, kuin muilla työssä käsiteltävillä polttoaineilla. Polttoaineen tuotantoketjun osalta metsähakkeelle saatiin tuotannon ja käytön aiheuttamaksi kasvihuonekaasupäästöksi 2,9–4,2 g CO2-ekv/MJ. Tulos perustuu Enon energiaosuuskunnan polttoaineen hankinnassa käytössä oleviin keskimääräisiin etäisyyksiin metsäkuljetuksessa (250 m) ja kaukokuljetuksessa (15 km). Tuotannon ja käytön aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt olivat raskaalla polttoöljyllä 88,2 g CO2-ekv/MJ, kevyellä polttoöljyllä 85,0 g CO2-ekv/MJ ja turpeella 104,0–108,1 g CO2-ekv/MJ. Metsähakkeen osalta polttoaineen tuotannon osuus koko tarkastellun energiaketjun kasvihuonekaasupäästöistä oli noin 43–57 %. Enon energiaosuuskunnan tapauksessa vuoden 2005 odotetulla toiminta-asteella metsähakkeella tuotetun lämmön tuotantoketjun kasvihuonekaasupäästöt ovat noin 160 t CO2-ekv. Kevyellä polttoöljyllä tuotetun lämmön tuotantoketjun kasvihuonekaasupäästöt olisivat noin 3700 t CO2-ekv sekä turpeen (50 %) ja metsähakkeen (50 %) seoskäyttöön perustuvalla ketjulla noin 2300–2400 t CO2-ekv. Samaisella toiminta-asteella työllisyysvaikutukset ovat käytettäessä metsähaketta 2,2–8,6 htv, raakaöljyä 0,12 htv ja turvetta 1,4–1,6 htv. Metsähakkeen käyttö aluelämpölaitosten pääpolttoaineena takaa myös vakaan hintakehityksen osuuskunnan asiakkaille.

CO2-päästötaseenhallinta terästeollisuudessa

Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää hiilidioksiditaseen hallintamenetelmää Rautaruukin toiminnoille päästökaupan olosuhteissa. Taseenhallintamenetelmä sisältää päästöjen laskennan sekä päästöoikeuksien hallintaan liittyviä asioita. EU:n laajuisen päästökaupan reunaehdot määrittelee päästökauppadirektiivi ja sen antama päästöjen seurantaa ja raportointia koskeva monitorointiohje. Työssä on tarkasteltu hiilidioksidipäästöhistoriaa ja laskentamenetelmiä niiden Rautaruukin toimipaikkojen kohdalta, joiden oletetaan kuuluvan EU:n päästökaupan piiriin. Toimipaikoista on tarkasteltu erityisesti Raahen ja Koverharin terästehtaita, sillä ne muodostavat merkittävimmän osuuden konsernin Suomen toimipaikkojen hiilidioksidipäästöistä. Muita tarkasteltavia toimipaikkoja ovat Hämeenlinnan ja Dalsbrukin valssaamot Suomessa, Smedjebackenin terästehdas ja Boxholmin valssaamo Ruotsissa, Mo i Ranan terästehdas ja Profilerin valssaamo Norjassa sekä Nedstaalin valssaamo Hollannissa. Kustannustehokkaan ja hallitun päästökaupankäynnin perustaksi yritystasolla tarvitaan päästötaseenhallintamenetelmä, jonka avulla voidaan määrittää syntyneet päästöt komission monitorointiohjeen vaatimalla tavalla, arvioida tulevia päästömääriä sekä hallita päästökaupankäyntiä. Päästökaupanhallintaan sisältyviä asioita ovat saadut ilmaiset päästöoikeudet, ostettavien tai myytävien oikeuksien määrä, kaupankäynnin ajankohta, päästöoikeuksien erilaiset hankintamahdollisuudet, päästöoikeuksien hinnanmuodostus ja riskienhallinta.

Industrial emissions abatement: Untangling the impact of the EU ETS and the economic crisis

In this study we use historical emission data from installations under the European Union Emissions Trading System, -EU ETS- to evaluate the impact of this policy on industrial greenhouse gas emissions during the first two trading phases, 2005-2012. As such the analysis seeks to disentangle two causes of emission abatement: that attributable to the EU ETS and that attributable to the economic crisis that hit the EU in 2008/09. Using a panel data approach the estimated emissions reduction attributable to the EU ETS is about 21 per cent of the total emission abatement during the observation period. These results suggest therefore that the lion’s share of abatement was attributable to the effects of the economic crisis, a finding that has serious implications for future policy adjustments affecting core elements of the EU ETS, including the distribution of EU emission allowances.

Simulating fuel consumption and vehicle emissions in an Australian context

Road transport is a major source of air pollution and greenhouse gas emissions around the world. There is an increasing interest in accurate information on local vehicle emission levels for policy development and sustainable traffic management. Previous studies have shown that emission predictions for the Australian situation need to reflect both the Australian fleet and driving behaviour to avoid unreliable outcomes. This paper discusses a new Australian vehicle emission software (PΔP) and a case-study where traffic simulation software (Aimsun) is combined with PΔP to demonstrate how consistent results can be achieved for the Australian situation. The case-study is an Australian city modelled using the microscopic simulator to generate the required trajectory data of each individual vehicle for the emission model. The simulation results are used in a number of ways: to assess the impacts of urban driving behaviour on fuel consumption, to create maps showing where and when elevated emission levels occur and to compare results with another program (COPERT Australia). The paper will also discuss where further research is required.

Sustainability of palm oil production and opportunities for Finnish technology and know-how transfer

The global demand for palm oil is growing, thus prompting an increase in the global production particularly in Malaysia and Indonesia. Such increasing demand for palm oil is due to palm oil’s relatively cheap price and versatile advantage both in edible and non-edible applications. Along with the increasing demand for palm oil, particularly for the production of biofuel, is a heated debate on its sustainability. Ecological degradation, climate change and social issues are among the main sustainability issues pressing the whole palm oil industry today. Clean Development Mechanism (CDM) projects fulfilling the imperatives of the Kyoto Protocol are starting to gain momentum in Malaysia as reflected by the increasing registration of CDM projects in the palm oil mills. Most CDM projects in palm oil mills are on waste-to-energy, cocomposting, and methane recovery with the latter being the most common. The study on greenhouse gases (GHG) in the milling process points that biogas collection and energy utilisation has the greatest positive effect on GHG balance. On the other hand, empty fruit bunches (EFB) end-use as energy and high energy efficiency of the mill have the least effect on GHG balance of the mill. The range of direct GHG emissions from the palm oil mill is from 2.5 to 27 gCO2e/MJCPO, while the range of GHG emissions with all indirect and avoided emissions included is from -9 to 29 gCO2e/MJCPO. Comparing this GHG balance result with that of the EU RES-Directive suggests a further check on the values and emissions consideration of the latter.

Efecto de los usos del suelo en la emisión de dióxido de carbono del suelo a la atmósfera en un agroecosistema semiárido del Valle del Ebro

Los cambios en los usos del suelo han contribuido de manera importante al incremento de gases de efecto invernadero en la atmósfera, especialmente de dióxido de carbono, aumentando sus emisiones desde 1970 en un 80%. Estos cambios causan la alteración de los suelos provocando un impacto sobre el ciclo del carbono, aumentando las tasas de descomposición de la fracción orgánica creando así un flujo de CO2 a la atmosfera. Entre las recomendaciones del Panel Intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, en inglés), y contemplado en el Protocolo de Kyoto, se encuentra el proceso de secuestro de carbono en suelos, que implica la eliminación del CO2 atmosférico por parte de las plantas y su almacenamiento como materia orgánica del suelo. Para poder favorecer dicho proceso, en un determinado tipo de ecosistema, es fundamental conocer cuáles son los factores que gobiernan la respiración del suelo y el impacto que tienen los diferentes usos en la emisión de CO2. En el presente trabajo se han estudiado 4 usos del suelo representativos del secano aragonés: un monocultivo de cebada en siembra directa (NT), un suelo abandonado labrado (AC), un suelo abandonado no alterado (AU) y un suelo forestal (FR) con el objetivo de conocer sus tasas de respiración, la influencia de diferentes parámetros edáficos en ellas, y proponer cambios en el uso del suelo que ayuden a mitigar estas emisiones. Además, se ha dedicado un apartado para conocer cómo influyen diferentes técnicas de fertilización nitrogenada (mineral y orgánica) en la respiración de un monocultivo de cebada en siembra directa. En cuanto a los usos, los resultados obtenidos tanto in situ como en laboratorio muestran una mayor respiración en AC, siendo los valores más bajos los de NT y FR. Una de las principales conclusiones es que la supresión del laboreo y del periodo de barbecho largo, así como la conversión de tierras abandonadas y marginales a cultivos y zonas forestales se presentan en este tipo de ecosistemas como prácticas de secuestro de carbono. En el estudio de aplicación de fertilizantes, no se observó ningún cambio en la respiración del suelo después de la aplicación de nitrógeno mineral. En cambio, el suelo fertilizado con purín sí que mostró picos de emisión durante las siguientes horas a la incorporación de éste, debido fundamentalmente a su alto contenido de carbono lábil.

Potencial uso de serpentinito no armazenamento mineral do CO2

Rising anthropogenic CO2 emissions are considered a major contributor to the greenhouse effect. There are several options for reducing atmospheric CO2 levels, and among these alternatives, Carbon Capture and Storage (CCS) has been identified as an effective and promising approach. This work investigated the feasibility of using serpentinite as a vehicle for carbon storage presenting a source-sink match. The main results of the work confirmed that serpentinite is appropriate for the carbonation process due to the high concentration of Mg in its composition.

Control of ammonia emissions in naturally ventilated dairy cattle facilities in Portugal

We conducted a study of the processes associated to NH3 emission in naturally ventilated dairy cattle facilities, having described factors that regulate NH3 emission, as well as methodologies for measuring these emissions at these facilities. Appropriate techniques to mitigate NH3 emission in facilities located in regions with warm climates were also identified. The most effective mitigation techniques with simple implementation include strategies associated to: (i) installation design and flooring, which lead to reduced emissions, (ii) excreta pre-excretion, namely the use of diets with optimized crude protein content and increased milk production at farm level; and (iii) excreta post-excretion, particularly by changing the conditions of environmental monitoring within the premises, practice introduction or additive application in the management of excreta deposited on floors.

Climate driven changes in temperature, pH and food quality : effects on copepod reproduction

Increased emissions of greenhouse gases into the atmosphere are causing an anthropogenic climate change. The resulting global warming challenges the ability of organisms to adapt to the new temperature conditions. However, warming is not the only major threat. In marine environments, dissolution of carbon dioxide from the atmosphere causes a decrease in surface water pH, the so called ocean acidification. The temperature and acidification effects can interact, and create even larger problems for the marine flora and fauna than either of the effects would cause alone. I have used Baltic calanoid copepods (crustacean zooplankton) as my research object and studied their growth and stress responses using climate predictions projected for the next century. I have studied both direct temperature and pH effects on copepods, and indirect effects via their food: the changing phytoplankton spring bloom composition and toxic cyanobacterium. The main aims of my thesis were: 1) to find out how warming and acidification combined with a toxic cyanobacterium affect copepod reproductive success (egg production, egg viability, egg hatching success, offspring development) and oxidative balance (antioxidant capacity, oxidative damage), and 2) to reveal the possible food quality effects of spring phytoplankton bloom composition dominated by diatoms or dinoflagellates on reproducing copepods (egg production, egg hatching, RNA:DNA ratio). The two copepod genera used, Acartia sp. and Eurytemora affinis are the dominating mesozooplankton taxa (0.2 – 2 mm) in my study area the Gulf of Finland. The 20°C temperature seems to be within the tolerance limits of Acartia spp., because copepods can adapt to the temperature phenotypically by adjusting their body size. Copepods are also able to tolerate a pH decrease of 0.4 from present values, but the combination of warm water and decreased pH causes problems for them. In my studies, the copepod oxidative balance was negatively influenced by the interaction of these two environmental factors, and egg and nauplii production were lower at 20°C and lower pH, than at 20°C and ambient pH. However, presence of toxic cyanobacterium Nodularia spumigena improved the copepod oxidative balance and helped to resist the environmental stress, in question. In addition, adaptive maternal effects seem to be an important adaptation mechanism in a changing environment, but it depends on the condition of the female copepod and her diet how much she can invest in her offspring. I did not find systematic food quality difference between diatoms and dinoflagellates. There are both good and bad diatom and dinoflagellate species. Instead, the dominating species in the phytoplankton bloom composition has a central role in determining the food quality, although copepods aim at obtaining as a balanced diet as possible by foraging on several species. If the dominating species is of poor quality it can cause stress when ingested, or lead to non-optimal foraging if rejected. My thesis demonstrates that climate change induced water temperature and pH changes can cause problems to Baltic Sea copepod communities. However, their resilience depends substantially on their diet, and therefore the response of phytoplankton to the environmental changes. As copepods are an important link in pelagic food webs, their future success can have far reaching consequences, for example on fish stocks.

Production of Mg(OH)2 from Mg-silicate rock for CO2 mineral sequestration

Sequestration of carbon dioxide in mineral rocks, also known as CO2 Capture and Mineralization (CCM), is considered to have a huge potential in stabilizing anthropogenic CO2 emissions. One of the CCM routes is the ex situ indirect gas/sold carbonation of reactive materials, such as Mg(OH)2, produced from abundantly available Mg-silicate rocks. The gas/solid carbonation method is intensively researched at Åbo Akademi University (ÅAU ), Finland because it is energetically attractive and utilizes the exothermic chemistry of Mg(OH)2 carbonation. In this thesis, a method for producing Mg(OH)2 from Mg-silicate rocks for CCM was investigated, and the process efficiency, energy and environmental impact assessed. The Mg(OH)2 process studied here was first proposed in 2008 in a Master’s Thesis by the author. At that time the process was applied to only one Mg-silicate rock (Finnish serpentinite from the Hitura nickel mine site of Finn Nickel) and the optimum process conversions, energy and environmental performance were not known. Producing Mg(OH)2 from Mg-silicate rocks involves a two-staged process of Mg extraction and Mg(OH)2 precipitation. The first stage extracts Mg and other cations by reacting pulverized serpentinite or olivine rocks with ammonium sulfate (AS) salt at 400 - 550 oC (preferably < 450 oC). In the second stage, ammonia solution reacts with the cations (extracted from the first stage after they are leached in water) to form mainly FeOOH, high purity Mg(OH)2 and aqueous (dissolved) AS. The Mg(OH)2 process described here is closed loop in nature; gaseous ammonia and water vapour are produced from the extraction stage, recovered and used as reagent for the precipitation stage. The AS reagent is thereafter recovered after the precipitation stage. The Mg extraction stage, being the conversion-determining and the most energy-intensive step of the entire CCM process chain, received a prominent attention in this study. The extraction behavior and reactivity of different rocks types (serpentinite and olivine rocks) from different locations worldwide (Australia, Finland, Lithuania, Norway and Portugal) was tested. Also, parametric evaluation was carried out to determine the optimal reaction temperature, time and chemical reagent (AS). Effects of reactor types and configuration, mixing and scale-up possibilities were also studied. The Mg(OH)2 produced can be used to convert CO2 to thermodynamically stable and environmentally benign magnesium carbonate. Therefore, the process energy and life cycle environmental performance of the ÅAU CCM technique that first produces Mg(OH)2 and the carbonates in a pressurized fluidized bed (FB) were assessed. The life cycle energy and environmental assessment approach applied in this thesis is motivated by the fact that the CCM technology should in itself offer a solution to what is both an energy and environmental problem. Results obtained in this study show that different Mg-silicate rocks react differently; olivine rocks being far less reactive than serpentinite rocks. In summary, the reactivity of Mg-silicate rocks is a function of both the chemical and physical properties of rocks. Reaction temperature and time remain important parameters to consider in process design and operation. Heat transfer properties of the reactor determine the temperature at which maximum Mg extraction is obtained. Also, an increase in reaction temperature leads to an increase in the extent of extraction, reaching a maximum yield at different temperatures depending on the reaction time. Process energy requirement for producing Mg(OH)2 from a hypothetical case of an iron-free serpentine rock is 3.62 GJ/t-CO2. This value can increase by 16 - 68% depending on the type of iron compound (FeO, Fe2O3 or Fe3O4) in the mineral. This suggests that the benefit from the potential use of FeOOH as an iron ore feedstock in iron and steelmaking should be determined by considering the energy, cost and emissions associated with the FeOOH by-product. AS recovery through crystallization is the second most energy intensive unit operation after the extraction reaction. However, the choice of mechanical vapor recompression (MVR) over the “simple evaporation” crystallization method has a potential energy savings of 15.2 GJ/t-CO2 (84 % savings). Integrating the Mg(OH)2 production method and the gas/solid carbonation process could provide up to an 25% energy offset to the CCM process energy requirements. Life cycle inventory assessment (LCIA) results show that for every ton of CO2 mineralized, the ÅAU CCM process avoids 430 - 480 kg CO2. The Mg(OH)2 process studied in this thesis has many promising features. Even at the current high energy and environmental burden, producing Mg(OH)2 from Mg-silicates can play a significant role in advancing CCM processes. However, dedicated future research and development (R&D) have potential to significantly improve the Mg(OH)2 process performance.