Multiregional sustainability at a sectoral level: Towards more effective environmental regulations

Abstract

Aquesta tesi està dedicada al desenvolupament d'eines per ajudar als responsables polítics en la creació de normatives eficaces de manera eficient i metòdica. La tesi està organitzada en quatre seccions principals. A la secció 1, presentem la introducció, on establim les bases dels mètodes i dades utilitzades en aquest treball, així com els buits bibliogràfics que cobrim amb els nostres estudis. La secció 2 es basa en el primer treball, on estudiem l'eco-eficiència dels sectors manufacturers de la UE combinant taules MREEIO amb el mètode DEA i seguint aproximacions basades en la producció i el consum. Això permet identificar els sectors que requereixen regulacions en impactes específics. A continuació, a la secció 3, utilitzem DEA per determinar l'eficiència de sostenibilitat dels mixos elèctrics de la UE analitzant els trets socials, econòmics i ambientals de cadascun d’ells. En una segona etapa, utilitzem un model matemàtic a mida anomenat EffMixF per obtenir la nova composició elèctrica per als països que han resultat ineficients en la primera etapa. Aquests nous mixos es poden utilitzar com a full de ruta en l’elaboració de normatives específiques per al sector, indicant quines tecnologies s'han de fomentar, o bé obstaculitzar a cada país ineficient. Finalment, a la secció 4, determinem els factors clau de l'impacte ambiental a escala global. Per aconseguir-ho, primer comparem dues tècniques de descomposició, els mètodes SDA i Shapley-Sun, per tal d’establir les seves similituds i introduir una equació general simplificada que es pot utilitzar en substitució d’ambdós mètodes. Per acabar, apliquem aquests mètodes en un cas d’estudi, on considerem una selecció d’impactes ambientals en un període de 15 anys, per determinar la utilitat dels mètodes de descomposició. Les eines desenvolupades en aquesta tesis proporcionen informació valuosa respecte a les debilitats i oportunitats de millora dels sectors econòmics a nivell macroeconòmic.

Esta tesis está dedicada al desarrollo de herramientas para ayudar a los responsables políticos en la creación de regulaciones efectivas de manera eficiente y metódica. La tesis contiene cuatro secciones principales. En la sección 1, presentamos la introducción, donde se establecen los métodos y datos utilizados en esta tesis, así como las lagunas bibliográficas que cubrimos con nuestros estudios. La sección 2 se basa en el primer trabajo, donde estudiamos la ecoeficiencia de los sectores manufactureros de la UE mediante la combinación de las tablas MREEIO con el método DEA y siguiendo enfoques basados en la producción y el consumo. Esto nos permite identificar los sectores que requieren regulaciones en impactos específicos. A continuación, en la sección 3 usamos DEA para determinar la eficiencia de sostenibilidad de los mixes eléctricos de la UE analizando las características sociales, económicas y medioambientales de cada uno de ellos. En una segunda etapa, utilizamos un modelo matemático a medida llamado EffMixF para obtener nuevos mixes eléctricos para los países ineficientes. Estos nuevos mixes pueden ser utilizados como plan estrategico en la elaboración de reglamentos específicos para el sector, indicando qué tecnologías deben ser fomentadas, o bien obstaculizadas, en cada país ineficiente. Finalmente, en la sección 4, determinamos los factores clave del impacto ambiental a escala global. Para conseguirlo, primero comparamos dos técnicas de descomposición, SDA y Shapley-Sun, para establecer sus similitudes e introducir una ecuación general simplificada como sustitución de ambos métodos. Posteriormente, aplicamos estos métodos en un caso de estudio donde consideramos una selección de impactos ambientales en un período de 15 años para determinar la utilidad de los métodos de descomposición. Las herramientas desarrolladas en esta tesis proporcionan información valiosa respecto a las debilidades y oportunidades de los sectores económicos a nivel macroeconómico.

This thesis is dedicated to the development of tools to assist policy makers in the creation of effective regulations in an efficient and methodical way. The thesis is organized into four main sections. In section 1, we present the introduction, where we establish the background of the methods and data used in this work, as well as the literature gaps that we cover with our studies. Section 2 is based on the first work, where we study the eco-efficiency of the EU manufacturing sectors by combining MREEIO tables with the DEA method, following the production and consumption-based approaches. This allows us to identify the sectors requiring regulations in specific burdens. Then, in section 3, we use DEA to determine the sustainability efficiency of the EU electricity mixes by analyzing the social, economic and environmental features of each portfolio. In a second stage, we use a tailored mathematical model named EffMixF to obtain new electricity mixes for the countries found inefficient in the previous step. These new mixes can be used as roadmap to devise specific regulations for the sector, indicating which technologies should be boosted and which hindered in each inefficient country. Finally, in section 4, we determine the key driving factors of the environmental impact on a global scale. For this, we first compare two decomposition techniques, the SDA and the Shapley-Sun methods, establishing their similarities and introducing a simplified general equation that can be used in substitution of both methods. Then, we apply these methods in a case study, where we consider a selection of environmental impacts in a 15-year period, to determine the usefulness of the decomposition methods. The tools developed in this thesis provide valuable insight regarding the weaknesses and improvement opportunities of the economic sectors in a macroeconomic scale.