Mapping Key Performance Indicators for Positive Energy Districts: Towards Sustainable Energy Transition in the Urban Context

This thesis examines the role of Positive Energy Districts (PEDs) in the context of sustainable energy transition in the urban landscape. It collects Key Performance Indicators (KPIs) from different European projects to determine which are the most important aspects to monitor to plan and implement a well-functioning PED. A PED is a neighborhood able to generate more energy than it consumes producing net zero GHG emissions, and then export this resulting surplus outside its boundaries. After a literature review of various PED definitions, this work investigates the different PED typologies, the technologies involved in them, and the associated challenges. This study advocates for a flexible and adaptable KPI framework in recognition of the diversity of PEDs influenced by geographical, climatic, and urban structural variations. The thesis gathered 619 KPIs from 11 European initiatives and classified them into 7 macro-categories. In addition, 100 new KPIs were developed in an attempt to provide a more comprehensive KPIs database for PED development. The mapped KPIs provide a strategic guide for policymakers, planners, and stakeholders involved in PED implementation as cities around the world strive for carbon neutrality. The goal of PEDs, which are positioned not only as energy hubs but also as catalysts for improving urban life quality, reflects broader societal goals, which are intertwined with sustainable energy transition. The research contributes to the ongoing dialogue on PEDs, providing a foundational framework for empirical investigations and fostering continuous innovation. This thesis envisions PEDs as pivotal contributors to the global pursuit of urban sustainability, offering a transformative paradigm for the future of urban energy landscapes.

La tesi esamina il ruolo dei Positive Energy Districts (PED) nel contesto della transizione energetica sostenibile nel paesaggio urbano. Raccoglie i Key Performance Indicators (KPI) di diversi progetti europei per determinare quali sono gli aspetti più importanti da monitorare per pianificare e implementare un PED ben funzionante. Un PED è un quartiere in grado di generare più energia di quanta ne consumi producendo emissioni nette di gas serra pari a zero, per poi esportare il surplus risultante al di fuori dei suoi confini. Dopo una revisione della letteratura sulle varie definizioni, la ricerca analizza le diverse tipologie di PED, le tecnologie coinvolte e le sfide ad essi associate. Lo studio riporta un quadro di KPI flessibile e adattabile, in riconoscimento della diversità dei PED, rispetto a variazioni geografiche, climatiche e strutturali urbane. La tesi ha raccolto 619 KPI da 11 iniziative europee, classificandoli in 7 macrocategorie. Inoltre, sono stati sviluppati cento nuovi KPI nel tentativo di fornire un database di KPI più completo per lo sviluppo dei PED. I KPI mappati forniscono una guida strategica per i responsabili politici, i progettisti e gli stakeholder coinvolti nell’implementazione dei PED, poiché le città di tutto il mondo si impegnino a raggiungere la neutralità sul fronte delle emissioni di carbonio. L’obiettivo dei PED, i quali non si posizionano solo come hub energetici ma anche come catalizzatori per migliorare la qualità della vita urbana, riflette fini sociali più ampi, intrecciandosi con una transizione energetica sostenibile. La ricerca contribuisce al dialogo in corso sui PED, fornendo un quadro fondamentale per le indagini empiriche e promuovendo l’innovazione continua. La tesi auspica che i PED possano contribuire in modo determinante alla ricerca globale della sostenibilità urbana, offrendo un paradigma trasformativo per il futuro dei contesti urbani in ambito energetico.