A holistic approach to sustainability assessment for production and service systems at corporate and regional levels

Abstract

Crete is the largest island in Greece, and as such, it hosts numerous different economic activities. Nevertheless, the island is highly dependent on a small number of dominant sectors, mainly agriculture and tourism. Tourism in particular has expanded rapidly, and largely without control, over the past decades. It has become a major source of income and employment, but it is also highly seasonal and concentrated, placing considerable pressure on natural resources, infrastructure, and waste management systems. Industrial production operates on a smaller scale in the same regional setting but is subject to the same conditions of resource constraints and environmental limits. Crete has finite natural resources and limited carrying capacity as an island system. Its ability to absorb environmental pressures is therefore also limited. To some extent, the island functions as a constrained system. Consequently, environmental and socioeconomic impacts accumulate locally. These conditions necessitate sustainability assessment approaches that can evaluateboth human and environmental dimensions and can be applied to different systems.This thesis applies the Sustainability Assessment by Fuzzy Evaluation (SAFE) framework to assess the sustainability performance of two fundamentally different systems which are both located in the region of Crete: tourism as a service system on the regional and subregional level, and the only industrial-scale plastics manufacturer on the island, as a production system. The two systems are assessed separately, using a common methodology which provides a holistic view of sustainability and its challenges in Crete. Assessing these systems in parallel allows for a structured comparison of sustainability patterns, trade-offs, and leverage points across service and production systems. For each case study, a set of environmental and human (socioeconomic) indicators is developed, in the form of time series to account for their historical evolution. The indicators selected reflect system-specific pressures, governance characteristics, and data availability. Time-series data undergo exponential smoothing to reduce short-term fluctuations and outliers. Next, indicators are normalized using as thresholds a combination of empirical benchmarks and expert judgement, and classified as larger-is-better, smaller-is-better, or nominal-is-best. Normalized indicators are subsequently mapped into fuzzy sets and undergo hierarchical 2 aggregation through rule-based fuzzy inference. This process produces fuzzy composite indicators of environmental, human, and overall sustainability performance. To obtain crispscores height defuzzification is employed at all aggregation levels. Tourism sustainability is evaluated on the island of Crete and its four regional units by employing environmental and human indicators related to emissions, resource use, biodiversity, economic contribution, policy, and quality of life. The resulting overall sustainability score is moderate, and the methodology reveals distinct imbalances between environmental and human dimensions. Components related to economic performance and policy score relatively well, whereas, in contrast, environmental components such as water use, emissions, and waste, display critically low scores. The most influential indicators are water use, carbon emissions, solid waste, and tourism seasonality according to sensitivity analysis. The plastics case assesses the corporate sustainability performance of a plastics manufacturer based in Crete and compares it to that of selected multinational firms. The results show substantial variation across the companies. Some have a balanced performance whereas others exhibit significant discrepancies between environmental and human dimensions. The most influential indicators of sustainability in the plastics sector are related to energy use, emissions, waste management, and water consumption, together with safety in the workplace and governance. Both cases explicitly reveal significant imbalances between environmental and human dimensions. Sensitivity analysis distinguishes between indicator performance and influence, which supports more targeted and effective interventions for sustainability improvement. The thesis also illustrates that the SAFE framework can be applied to both service and production systems. It contributes new indicator design and threshold setting and provides insights that are relevant to policy making for sustainability planning in Crete.

Η Κρήτη είναι το μεγαλύτερο νησί της Ελλάδας και φιλοξενεί ένα ευρύ φάσμα οικονομικών δραστηριοτήτων. όμως, η οικονομία του νησιού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από δύο κυρίαρχους τομείς, τη γεωργία και τον τουρισμό. Ο τουρισμός, ο οποίος συμβάλλει σημαντικάστο εισόδημα και στην απασχόληση στο νησί, έχει αναπτυχθεί τις τελευταίες δεκαετίες με ταχείς ρυθμούς και σε μεγάλο βαθμό ανεξέλεγκτα. Επίσης, ο τουρισμός στην Κρήτη χαρακτηρίζεται από έντονη εποχικότητα ενώ είναι συγκεντρωμένος στις παράκτιες ζώνες. Έτσι, ασκεί σημαντικές πιέσεις στους φυσικούς πόρους, τις υποδομές, και τα συστήματα διαχείρισης αποβλήτων του νησιού. Παράλληλα, η βιομηχανική παραγωγή της Κρήτης δραστηριοποιείται σε μικρότερη κλίμακα μεν, αλλά υπόκειται στους ίδιους περιορισμούς ως προς τη διαθεσιμότητα πόρων και τα περιβαλλοντικά όρια. Ως νησί, η Κρήτη έχει πεπερασμένους φυσικούς πόρους, με αποτέλεσμα να έχει και περιορισμένη δυνατότητα να απορροφά περιβαλλοντικούς κραδασμούς. Συνεπώς οι περιβαλλοντικές και κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις συσσωρεύονται τοπικά. Έτσι, καθίσταται αναγκαίο να αξιολογηθεί η αειφορία διαφορετικών τύπων συστημάτων και να εξετασθούν με συνεκτικό τρόπο τόσο οι ανθρώπινες όσο και οι περιβαλλοντικές τους διαστάσεις. Στην παρούσα διατριβή εφαρμόζεται το μεθοδολογικό πλαίσιο Sustainability Assessment by Fuzzy Evaluation (SAFE) για την αξιολόγηση της αειφορίας δυο θεμελιωδώς διαφορετικών συστημάτων στην Κρήτη: του τουρισμού ως συστήματος υπηρεσίας σε επίπεδο περιφέρειας και περιφερειακών ενοτήτων, και της μοναδικής βιομηχανικής μονάδας παραγωγής πλαστικών της Κρήτης ως συστήματος παραγωγής. Τα δύο συστήματα αξιολογούνται χωριστά, με τη χρήση κοινής μεθοδολογίας. Έτσι παρέχεται μια ολιστική εικόνα της αειφορίας και των προκλήσεων της στο περιφερειακό επίπεδο της Κρήτης. Η παράλληλη αξιολόγηση επιτρέπει μια δομημένη εξέταση της συμπεριφοράς της αειφορίας των δύο συστημάτων, και την αναγνώριση των κρίσιμων σημείων όπου μπορούν να υπάρξουν παρεμβάσεις. Για κάθε περίπτωση η αξιολόγηση της αειφορίας ξεκινά με την ανάπτυξη συνόλου περιβαλλοντικών και ανθρώπινων (κοινωνικοοικονομικών) δεικτών, με τη μορφή χρονοσειρών ώστε να λαμβάνεται υπόψιν η εξέλιξή τους στον χρόνο. Οι δείκτες περιγράφουν τις πιέσεις και τα χαρακτηριστικά διακυβέρνησης του κάθε συστήματος. Οι χρονοσειρές υφίστανται εκθετική εξομάλυνση για τη σύμπτυξή τους σε μια αντιπροσωπευτική τιμή,4 μειώνοντας την επίδραση ακραίων τιμών. Έπειτα, οι δείκτες κανονικοποιούνται με βάση κατώφλια που προκύπτουν από συνδυασμό στατιστικών δεδομένων και εμπειρογνωμοσύνης και ταξινομούνται σύμφωνα με την κατεύθυνση βελτιστοποίησης (αύξουσα, φθίνουσα, ή ενδιάμεση βέλτιστη τιμή). Οι κανονικοποιημένοι δείκτες αντιστοιχίζονται σε ασαφή σύνολα και υφίστανται ιεραρχική σύνθεση μέσω ασαφών κανόνων. Με αυτόν τον τρόπο υπολογίζονται ασαφείς σύνθετοι δείκτες. Η αποσαφήνιση σε αριθμητικές τιμές είναι εφικτή σεόλα τα επίπεδα σύνθεσης με τη μέθοδο του ύψους. Η αειφορία του τουρισμού στην Κρήτη και στις τέσσερεις περιφερειακές ενότητες της εκτιμάται με τη χρήση δεικτών που σχετίζονται με εκπομπές, τη χρήση πόρων, τη βιοποικιλότητα, την οικονομική συνεισφορά και την ποιότητα ζωής. Συνολικά η αειφορία είναι μέτρια, ενώ υπάρχουν σημαντικές ανισορροπίες μεταξύ των περιβαλλοντικών και ανθρώπινων διαστάσεων. Οι συνιστώσες που σχετίζονται με οικονομικές επιδόσεις και την πολιτική παρουσιάζουν σχετικά υψηλές βαθμολογίες, ενώ περιβαλλοντικές συνιστώσες, όπως η κατανάλωση νερού, οι εκπομπές και τα απόβλητα έχουν ιδιαίτερα χαμηλές επιδόσεις. Από την ανάλυση ευαισθησίας προκύπτει ό,τι οι πιο καθοριστικοί δείκτες είναι η χρήση νερού, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, τα στερεά απόβλητα και η εποχικότητα του τουρισμού. Οι δείκτες αυτοί αποτελούν κρίσιμα σημεία παρέμβασης για την περιφερειακή πολιτική. Η ανάλυση της βιομηχανίας πλαστικών αξιολογεί την αειφορία μιας παραγωγικής μονάδας με έδρα την Κρήτη και τη συγκρίνει με επιλεγμένες αντίστοιχες πολυεθνικές επιχειρήσεις. Τα αποτελέσματα δείχνουν σημαντική διαφοροποίηση μεταξύ των εταιρειών. Ορισμένες έχουν ισορροπημένη επίδοση ενώ άλλες παρουσιάζουν έντονες αποκλίσεις ανάμεσα στις διαστάσεις. Οι πλέον επιδραστικοί δείκτες αειφορίας είναι η κατανάλωση ενέργειας, οι εκπομπές, η διαχείριση αποβλήτων και η χρήση νερού, καθώς και η ασφάλεια στον χώρο εργασίας και η διακυβέρνηση. Και στις δύο περιπτώσεις αναδεικνύονται σαφείς ανισορροπίες μεταξύ περιβαλλοντικών και ανθρώπινων διαστάσεων. Η ανάλυση ευαισθησίας επιτρέπει τη διάκριση μεταξύ επίδοσης κάθε δείκτη και επιρροής του στη συνολική αειφορία. Έτσι η αειφορία μπορεί να βελτιωθεί με στοχευμένες παρεμβάσεις. Η διατριβή αποδεικνύει τη δυνατότητα εφαρμογής του SAFE τόσοσε συστήματα παροχής υπηρεσιών όσο και συστήματα παραγωγής. Επίσης συνεισφέρει στον σχεδιασμό νέων δεικτών και στη διαμόρφωση κατωφλίων κανονικοποίησης, ενώ παρέχει χρήσιμα συμπεράσματα για τον σχεδιασμό πολιτικών αειφορίας σε περιφερειακό επίπεδο.