Exploratory research on circular ecosystem scalability : a proposal of six dimensions of scalability and enabling circular practices

The circular economy is a key opportunity to address numerous current challenges, such as waste management, biodiversity loss and resource scarcity. The changes in terms of resource, energy and value flows that this economic model entails requires an ecosystem perspective, involving several autonomous and interdependent actors who jointly create and deliver a coherent circular value proposition within a circular ecosystem. To make a significant contribution to sustainable development, however, an important issue concerns the ability of such ecosystems to scale to gain significant market share from the current dominant linear models of production and consumption. This research aims to suggest a solution to this question, starting from the limits linked to the geographical scalability of the circular economy that are found in industrial symbiosis. Drawing inspiration from the computer science literature, six significant scaling dimensions for circular ecosystems are identified, namely administrative, functional, generation, geographic, heterogeneous and load scalability. Subsequently, five circular product design principles are suggested that support the ability to scale such ecosystems, while digital platforms are identified as the means by which the detected design principles can be applied at the ecosystem level. These results are verified through the analysis of multiple case studies, which demonstrate the existence of the foundations to achieve the greater goal of implementing the circular economy on a larger scale. What is missing is a systemic change which, as this dissertation remarks, requires intersectoral collaboration and the involvement of private and public institutions, as well as individual citizens.

L'economia circolare è un'opportunità chiave per affrontare numerose sfide attuali, come la gestione dei rifiuti, la perdita di biodiversità e la scarsità di risorse. I cambiamenti in termini di risorse, energia e flussi di valore che questo modello economico comporta richiedono una prospettiva ecosistemica, che coinvolga diversi attori autonomi e interdipendenti che creano e forniscono congiuntamente una proposta di valore circolare coerente all'interno di un ecosistema circolare. Per dare un contributo significativo allo sviluppo sostenibile, tuttavia, una questione importante riguarda la capacità di tali ecosistemi di scalare per guadagnare quote di mercato significative dagli attuali modelli dominanti di produzione e consumo lineare. Questa ricerca si propone di suggerire una soluzione a questa domanda, partendo dai limiti legati alla scalabilità geografica dell'economia circolare che si ritrovano nella simbiosi industriale. Traendo ispirazione dalla letteratura dell’informatica, vengono identificate sei dimensioni di scalabilità significative per gli ecosistemi circolari, ovvero la scalabilità amministrativa, funzionale, di generazione, geografica, eterogenea e di carico. Successivamente, vengono suggeriti cinque principi di progettazione di prodotto circolari che supportano la capacità di scalare di tali ecosistemi, mentre le piattaforme digitali sono identificate come il mezzo attraverso il quale i principi di progettazione rilevati possono essere applicati a livello dell’ecosistema. Questi risultati sono verificati attraverso l'analisi di molteplici casi studio, che dimostrano l'esistenza delle basi per raggiungere l'obiettivo più grande di implementare l'economia circolare su scala più ampia. Ciò che manca è un cambiamento sistemico che, come sottolinea questa tesi, richiede la collaborazione intersettoriale e il coinvolgimento delle istituzioni pubbliche e private, nonché dei singoli cittadini.