Ανάπτυξη μεθοδολογικού πλαισίου για την αποτίμηση της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας βιομηχανικών εγκαταστάσεων και διεργασιών

Abstract

The primary objective of this PhD thesis is to improve the way in which industries assess the environmental sustainability of their industrial facilities and processes, through the development of an innovative methodological framework. The proposed framework was build upon the principles and proposals of Industrial Ecology (IE), in order to ensure that the most significant issues in terms of environmental sustainability will be assessed and sustainable actions highlighted by IE will be promoted. The PhD thesis is structured in six (6) interrelated chapters, each of which answers to specific key queries.In Chapter 1, the objectives of the thesis are defined. Additionally, the characteristics of sustainable development are summarized and analyzed in order to enhance the understanding of the theoretical background. In Chapter 2, the special characteristics and challenges regarding the assessment of environmental sustainability are highlighted. Furthermore, an original and comprehensive literature review of the available assessment methods is performed. The aim of this review is to document the research gap to be covered by this thesis, and highlight the general characteristics that should be involved in an efficient assessment method. In Chapter 3, the characteristics, the principles and tools of Industrial Ecology are analyzed. According to these principles, the parameters in which an industry should focus in order to improve its environmental sustainability are selected. In Chapter 4, the final methodological framework for assessing the environmental sustainability of industrial facilities and processes is presented in detail. The framework consists of ten (10) well defined steps that include specific guidelines and tips that allow its gradual implementation. The steps were selected with a view to address major shortcomings identified during the analysis of forty eight (48) relevant methods available in current literature such as their ability to help decision making, the adequacy of environmental aspects examined, the applicability by non-experts and the integration of spatial and temporal characteristics in the assessment. Eight (8) assessment categories were selected which are assessed with the application of thirty five (35) core indicators carefully selected from a pool of environmental sustainability indicators according to pre-defined ranking criteria. A normalization procedure is applied following a distance to a sustainability reference point approach, which enables the parallel evaluation of every indicator in comparison with a commonly accepted sustainability goal or threshold. In Chapter 5, the methodological framework is applied to a case study in order to evaluate the usefulness and identify additional ways of improving its usability. In Chapter 6, the main conclusions of the thesis are summarized. Additionally, further research areas for improving the assessment of the environmental sustainability of industrial/wider systems, are proposed.

Βασικός σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η βελτίωση του τρόπου με τον οποίο οι βιομηχανίες αποτιμούν την περιβαλλοντική βιωσιμότητα των βιομηχανικών εγκαταστάσεων και διεργασιών τους, μέσω της ανάπτυξης ενός καινοτόμου μεθοδολογικού πλαισίου αποτίμησης. Το μεθοδολογικό πλαίσιο αναπτύχθηκε σύμφωνα με τις αρχές της Βιομηχανικής Οικολογίας για την ενίσχυση της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας βιομηχανικών συστημάτων και με γνώμονα την αντιμετώπιση των κυριότερων αδυναμιών των διαθέσιμων μεθόδων αποτίμησης. Το αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής δομείται σε έξι (6) αλληλένδετα Κεφάλαια, καθένα από τα οποία απαντάει σε συγκεκριμένα ερωτήματα. Στο 1ο Κεφάλαιο, ορίζεται το πρόβλημα το οποίο καλείται να επιλύσει η παρούσα διατριβή, ενώ συνοψίζονται και αναλύονται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της βιώσιμης ανάπτυξης ώστε να ενισχυθεί η κατανόηση του θεωρητικού υποβάθρου της. Στο 2ο Κεφάλαιο, αναδεικνύονται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και προκλήσεις της διαδικασίας αποτίμησης της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας. Επιπλέον, εκπονείται μια πρωτότυπη και αναλυτική βιβλιογραφική ανασκόπηση των διαθέσιμων μεθόδων αποτίμησης, με στόχο την τεκμηρίωση του ερευνητικού κενού το οποίο καλύπτει η παρούσα διατριβή και την ανάδειξη των γενικών χαρακτηριστικών τα οποία θα πρέπει να εμπεριέχει μια μέθοδος αποτίμησης. Στο 3ο Κεφάλαιο, αναλύονται τα χαρακτηριστικά, οι αρχές και τα εργαλεία της Βιομηχανικής Οικολογίας βάσει των οποίων επιλέγονται τα στοιχεία εκείνα στα οποία μια βιομηχανία θα πρέπει να στοχεύει ώστε να βελτιώσει την περιβαλλοντική της βιωσιμότητα και κατά επέκταση χρήζουν αποτίμησης. Η Βιομηχανική Οικολογία επιλέχθηκε λόγω της ικανότητάς της να υποστηρίζει καινοτόμες και δημιουργικές δράσεις όσον αφορά την βιώσιμη ανάπτυξη. Στο 4ο Κεφάλαιο, παρουσιάζεται αναλυτικά το τελικό μεθοδολογικό πλαίσιο αποτίμησης της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας βιομηχανικών εγκαταστάσεων και διεργασιών. Η ανάπτυξη του πλαισίου πραγματοποιείται με γνώμονα την επίλυση των αδυναμιών που παρουσιάστηκαν, της κάλυψης των αρχών της Βιομηχανικής Οικολογίας και των γενικών κανόνων ανάπτυξης σύνθετων δεικτών από την βιβλιογραφία. Αποτέλεσμα όλων αυτών των δράσεων, είναι η ανάπτυξη ενός τελικού μεθοδολογικού πλαισίου το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί από όλες τις βιομηχανίες και αποτιμά με αξιόπιστο και αποτελεσματικό τρόπο την περιβαλλοντική τους βιωσιμότητα τονίζοντας τις περιοχές ιδιαίτερου ενδιαφέροντος. Στο 5ο Κεφάλαιο, το μεθοδολογικό πλαίσιο εφαρμόζεται σε μια μελέτη περίπτωσης ώστε να αξιολογηθεί η χρησιμότητά του και να ανεβρεθούν επιπλέον τρόποι βελτίωσης της χρηστικότητάς του. Στο 6ο Κεφάλαιο συνοψίζονται τα βασικά συμπεράσματα της διδακτορικής διατριβής και προτείνονται πεδία μελλοντικής έρευνας για την περαιτέρω βελτίωση του τρόπου αποτίμησης της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας βιομηχανικών/ευρύτερων συστημάτων.