Sustainability design orienting scenario : for sustainable product service system applied to distributed renewable energy generation and distributed manufacturing for low and middle income (all) contexts in EU

Centralised production and energy systems struggle to provide affordable, resilient, and sustainable solutions, particularly for low- and middle-income contexts. This thesis explores how integrating Sustainable Product-Service Systems (S.PSS) with Distributed Manufacturing (DM) and Distributed Renewable Energy Generation (DRE) can address these challenges in the European Union. This thesis is structured into two phases, Strategic Analysis and Sustainability Design Orienting Scenario, utilising the Method of System Design for Sustainability (MSDS). The first phase examines the EU’s environmental and economic crises, policies and sustainability targets, Environmental Impact Assessment of 3D printing and photovoltaic systems, DM, DRE, and S.PSS. The findings show that integrating S.PSS with DM and DRE has the potential to reduce environmental impact significantly, optimise resource use, and create economic and social value. The second phase focuses on developing the Sustainability Design Orienting Scenario (SDOS) through idea generation and polarity diagrams based on the quantitative and qualitative data gathered from the first phase. This thesis envisions a future scenario that is useful for designing S.PSS applied to DM and DRE, providing broad guidance for designers, entrepreneurs, and eventually policymakers to address new norms coherently with the principles emphasised in the Circular Economy Action Plan approved in 2020. This envisioned future scenario presents a scalable and strategic approach to sustainability transitions through four distinct visions tailored for both B2B and B2C customer types and Distributed-Decentralised contexts. Each vision embodies a sustainable win-win configuration by integrating socio-cultural, organisational, and technological dimensions. The four visions are illustrated through user journeys, video storyboards accompanied by narrated text, and video presentations. Moreover, the outcome of this thesis provides a scenario that can be integrated as a tool within the MSDS methodologies for system innovation. This scenario is openly accessible and free to download from the LeNSlab Polimi website.

La produzione centralizzata e i sistemi energetici faticano a fornire soluzioni accessibili, resilienti e sostenibili, in particolare nei contesti a basso e medio reddito. Questa tesi esplora come l'integrazione dei Sistemi Prodotto-Servizio Sostenibili (S.PSS) con la Produzione Distribuita (DM) e la Generazione Distribuita di Energia Rinnovabile (DRE) possa affrontare queste sfide nell'Unione Europea. Questa tesi è strutturata in due fasi: Analisi Strategica e Scenario di Orientamento alla Progettazione Sostenibile, utilizzando il Metodo di Progettazione Sistemica per la Sostenibilità (MSDS). La prima fase esamina le crisi ambientali ed economiche dell'UE, le politiche e gli obiettivi di sostenibilità, la Valutazione dell’Impatto Ambientale della stampa 3D e dei sistemi fotovoltaici, nonché i concetti di DM, DRE e S.PSS. I risultati mostrano che l'integrazione di S.PSS con DM e DRE ha il potenziale per ridurre significativamente l'impatto ambientale, ottimizzare l'uso delle risorse e generare valore economico e sociale. La seconda fase si concentra sullo sviluppo dello Scenario di Orientamento alla Progettazione Sostenibile (SDOS) attraverso la generazione di idee e diagrammi di polarità basati sui dati quantitativi e qualitativi raccolti nella prima fase. Questa tesi prefigura uno scenario futuro utile per la progettazione di S.PSS applicati a DM e DRE, fornendo un ampio orientamento a designer, imprenditori ed eventualmente ai decisori politici affinché possano affrontare le nuove normative in modo coerente con i principi evidenziati nel Piano d'Azione per l'Economia Circolare approvato nel 2020. Lo scenario futuro delineato presenta un approccio scalabile e strategico per le transizioni verso la sostenibilità attraverso quattro visioni distinte, adattate sia ai clienti B2B che B2C, e ai contesti Distribuiti-Decentralizzati. Ogni visione incarna una configurazione sostenibile vantaggiosa per tutti, integrando dimensioni socio-culturali, organizzative e tecnologiche. Le quattro visioni sono illustrate attraverso user journey, storyboard video accompagnati da testi narrati e presentazioni video. Inoltre, il risultato di questa tesi fornisce uno scenario che può essere integrato come strumento all'interno delle metodologie MSDS per l'innovazione sistemica. Questo scenario è accessibile liberamente e scaricabile dal sito web di LeNSlab Polimi.