A narrow contribution to quantification for a sustainable society: from interdisciplinary review and policy analysis to a new method for the assessment of climate neutrality
Authors:   , Hereu Morales Joan 
Published: February 2025

(English) Humanity faces in the XXI Century the challenge of transformation towards a sustainable society. The ecological crisis, in which climate change plays an important role, threatens to alter the natural cycles of the planet up to a point of no return, seriously compromising both natural ecosystems and human life on the planet. Such natural degradation finds its origins in the industrial revolution, and has been fed by human activities ever since then. Over the last decades, efforts to mitigate the crisis have taken a part on the public ruling of human society at a global scale, but these have so far failed to offer real perspectives of improvement.
This doctoral thesis acknowledges this situation and navigates some of the different paths through which sustainability science can contribute to mitigate the crisis. The final goal of the thesis is contributing in the development of quantified parameters of sustainability that enhance effective decision making at a public level. Due to the heterogeneity, interdisciplinarity and broadness of the field of sustainability science, the final goal of the thesis requires a previous process of defining the contextual and conceptual frameworks through literature review on various topics as well as a focus on what, where and how to quantify prior to developing the quantification method. The former involves conceptual clarification on sustainability and a sustainable society, as well as a literature review and analysis on the state of art of current public plans for sustainability at an intergovernmental level, given the global impact of the crisis. Additionally, it involves an approach to economic discussions on growth and to the field of philosophical reflections concerning the historical role of human society. The latter is defined as follows: the what is set on the climate impact of production activities, the where is set on the agricultural sector and the how is set on enhancing holisticness and comprehension of results. The consecutive process to this one is the definition and application of the new sustainability quantification method.
Results of the thesis include a conceptual model of a sustainable society, an analysis on the environmental sustainability of the transformational plans within the European Green Deal, the development of a new method for quantifying the climate impact of production systems and assessing their path towards climate neutrality, as well as the application of such method on the GHG emissions from production, transport and agricultural use of N-fertilizers in Spain during the period 1960-2100. Due to the findings on the literature review, as well as throughout the different studies of this doctorate, such results are discussed with the focus set on the influence of the global economic model and precisely of economic growth on the consecution of a sustainable society.
Main conclusions of this work highlight that the ecological crisis has deeper roots on human society than currently addressed by its transformational plans. In order to achieve a sustainable society, including climate neutrality, it is necessary to transform the economic model and abandon the industrial-societal axioms including a review of endless economic growth, irrational techno-optimism and dissatisfying materialism. Post-growth economics are encouraged to be further explored as they might offer the key towards human wellbeing in balance with a finite planet.

(Català) Un dels principals reptes de la humanitat al segle XXI és la transformació cap a una societat sostenible. La crisi ecològica, incloent el canvi climàtic, amenaça amb alterar els cicles naturals del planeta fins a un punt de no retorn, comprometent així tant els ecosistemes naturals com la vida humana al planeta. Aquesta degradació del medi natural va començar amb la revolució industrial i s’ha incrementat a causa de l’activitat humana des de llavors. Al llarg de les últimes dècades, els esforços per mitigar aquesta crisi han sigut palpables en el govern de la societat humana a nivell global, però fins avui han fracassat en mostrar perspectives reals de millora.
Aquesta tesi doctoral reconeix la situació d’emergència i explora alguns dels diferents camins a través dels quals la ciència de la sostenibilitat pot contribuir a mitigar la crisi. L’objectiu final de la tesi és contribuir al desenvolupament de paràmetres quantificats de la sostenibilitat que ajudin a millorar l’eficiència en la presa de decisions a nivell públic. Donada l’heterogeneïtat, interdisciplinarietat i amplitud del camp de la sostenibilitat, l’assoliment de la fita final requereix un procés previ de definició dels marcs contextual i conceptual a través d’una revisió de la literatura en vàries temàtiques així com un procés de focalització en el què, on i com quantificar previ a desenvolupar el mètode de quantificació. El procés de definició inclou una clarificació sobre la sostenibilitat i la societat sostenible, així com una revisió de la literatura en l’estat de l’art dels plans públics per a la sostenibilitat a nivell intergovernamental, donat l’impacte global de la crisi. Addicionalment, inclou una aproximació a discussions econòmiques sobre el creixement així com al camp de la filosofia en les reflexions històriques sobre el rol de la societat humana. El procés de focalització es defineix de la següent manera: el què es centra en l’impacte climàtic de les activitats productives, l’on es centra en el sector agrícola i el com es centra en millorar l’holisticitat i la comprensió dels resultats. El procés consecutiu a aquest és la definició i aplicació del nou mètode de quantificació de la sostenibilitat.
Els resultats d’aquesta tesi inclouen un model conceptual d’una societat sostenible, un anàlisi de la sostenibilitat mediambiental dels plans de transformació inclosos en el Pacte Verd Europeu (‘European Green Deal’), el desenvolupament d’un nou mètode per a quantificar l’impacte climàtic de sistemes productius i assessorar el seu camí cap a la neutralitat climàtica, així com l’aplicació d’aquest mètode en les emissions de gasos d’efecte hivernacle associades a la producció, transport i ús agrícola de fertilitzants-N a Espanya durant el període 1960-2100. Donats els aprenentatges en la revisió de la literatura i en els diferents estudis del doctorat, els resultats d’aquests es discuteixen en relació amb la influència del model econòmic global i, específicament, del creixement econòmic, en la consecució d’una societat sostenible.
Les principals conclusions d’aquest treball remarquen que la crisi ecològica té arrels més profundes en la societat humana de les que s’estan adreçant actualment pels seus plans transformadors. Per tal d’assolir una societat sostenible, incloent la neutralitat climàtica, és necessari transformar el model econòmic i abandonar els axiomes industrials de la societat, incloent una revisió del creixement econòmic il·limitat, del tecno-optimisme irracional i del materialisme insatisfactori. Es recomana explorar el camp del post-creixement econòmic com a una possible clau en la persecució del benestar humà en equilibri amb un planeta finit.

(Español) Uno de los principales retos de la humanidad en el siglo XXI és la transformación hacia una sociedad sostenible. La crisis ecológica, incluyendo el cambio climático, amenaza con alterar los ciclos naturales del planeta hasta un punto de no retorno, comprometiendo así tanto los ecosistemas naturales como la vida humana en el planeta. Esta degradación del medio natural empezó con la revolución industrial y se ha incrementado desde entonces a causa de la actividad humana. A lo largo de las últimas décadas, los esfuerzos para mitigar esta crisis han sido palpables en el gobierno de la sociedad humana a nivel global, pero hasta hoy han fracasado en mostrar perspectivas reales de mejora.
Esta tesis doctoral reconoce la situación de emergencia y explora algunos de los diferentes caminos a través de los cuales la ciencia en la sostenibilidad puede contribuir a mitigar la crisis. El objetivo final de la tesis es contribuir en el desarrollo de parámetros cuantificados de la sostenibilidad que ayuden a mejorar la eficiencia en la toma de decisiones a nivel público. Dada la heterogeneidad, interdisciplinaridad y amplitud del campo de la sostenibilidad, el logro del objetivo final requiere un proceso previo de definición de los marcos contextual y conceptual a través de una revisión de la literatura en varias temáticas, así como un proceso de focalización en el qué, dónde y cómo cuantificar previo a desarrollar el método de cuantificación. El proceso de definición incluye una clarificación sobre la sostenibilidad y la sociedad sostenible, así como una revisión de la literatura en el estado del arte de los planes públicos para la sostenibilidad a nivel intergubernamental, dado el impacto global de la crisis. Adicionalmente, incluye una aproximación a las discusiones económicas sobre el crecimiento, así como al campo de la filosofía en las reflexiones históricas sobre el rol de la sociedad humana. El proceso de focalización se define de la siguiente manera: el qué se centra en el impacto climático de las actividades productivas, el dónde se centra en el sector agrícola y el cómo se centra en mejorar la holisticidad i la comprensión de resultados. El proceso consecutivo a éste es la definición y aplicación del nuevo método de cuantificación de la sostenibilidad.
Los resultados de esta tesis incluyen un modelo conceptual de una sociedad sostenible, un análisis de la sostenibilidad medioambiental de los planes de transformación incluidos en el Pacto Verde Europeo (‘European Green Deal’), el desarrollo de un nuevo método para cuantificar el impacto climático de sistemas productivos y asesorar su camino hacia la neutralidad climática, así como la aplicación de este método en las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a la producción, transporte y uso agrícola de fertilizantes-N en España durante el período 1960-2100. Dados los aprendizajes en la revisión de la literatura y en los diferentes estudios del doctorado, los resultados de éstos se discuten en relación con la influencia del modelo económico global y, específicamente, del crecimiento económico, en la consecución de una sociedad sostenible.
Las principales conclusiones de este trabajo remarcan que la crisis ecológica tiene raíces más profundas en la sociedad humana de las que se están abarcando actualmente por sus planes transformadores. Con tal de alcanzar una sociedad sostenible, incluyendo la neutralidad climática, es necesario transformar el modelo económico y abandonar los axiomas industriales de la sociedad, incluyendo una revisión del crecimiento económico ilimitado, del tecno-optimismo irracional y del materialismo insatisfactorio. Se recomienda explorar el campo del post-crecimiento económico como una posible llave en la persecución del bienestar humano en equilibrio con un planeta finito.