Modelling sustainable business models using system dynamics: a secondary case study analysis

The purpose of this thesis is to investigate the dynamics of Business Models for Sustainability (BMfS) through a system dynamics perspective. Throughout this thesis we aim to address the challenge of how companies can implement sustainability initiatives while maintaining economic viability. This research develops a five-variable framework, through which we analyze the feedback mechanisms that enable sustainable business development. Through the analysis of eight diverse companies across multiple industries, including Orange Fiber, NewLight Technologies, Ecovative, Fairphone, Orangebox, Siemens Wind Power, Seventh Generation, and Philips Healthcare, this research explores the dynamic relationships between sustainability investments, environmental impact, customer value, and firm profitability. The findings show that successful BMfS relies on reinforcing feedback loops that tie environmental value creation to customer value and firm value capture, challenging the traditional assumption that sustainability necessarily compromises profitability. Findings also reveal two distinct company archetypes: "Born Sustainable" companies that build their entire business model around sustainability innovations, and "Market Incumbents" that transform existing operations toward circularity and sustainability. The framework demonstrates that successful BMfS create reinforcing feedback loops between environmental value, customer value, and value captured by the firm. It is also demonstrated that companies overcome sustainability costs differently. Companies might opt for revenue augmentation strategies, including licensing, service contracts and new revenue streams, while other companies' approach might focus on cost reduction through resource efficiency and industrial symbiosis. This research aims to enhance our understanding of sustainability-profitability dynamics and provides actionable insights for managers seeking to design and implement sustainable business models.

Lo scopo di questa tesi è indagare le dinamiche dei Modelli di Business per la Sostenibilità (BMfS) attraverso una prospettiva di dinamica di sistema. In questa tesi, ci proponiamo di affrontare la sfida di come le aziende possano implementare iniziative di sostenibilità mantenendo al contempo la redditività economica. Questa ricerca sviluppa un framework a cinque variabili, attraverso il quale analizziamo i meccanismi di feedback che consentono uno sviluppo aziendale sostenibile. Attraverso l'analisi di otto aziende diverse in diversi settori, tra cui Orange Fiber, NewLight Technologies, Ecovative, Fairphone, Orangebox, Siemens Wind Power, Seventh Generation e Philips Healthcare, questa ricerca esplora le relazioni dinamiche tra investimenti in sostenibilità, impatto ambientale, valore per il cliente e redditività aziendale. I risultati mostrano che un BMfS di successo si basa sul rafforzamento dei cicli di feedback che legano la creazione di valore ambientale al valore per il cliente e alla cattura del valore aziendale, sfidando il presupposto tradizionale secondo cui la sostenibilità compromette necessariamente la redditività. I risultati rivelano anche due distinti archetipi aziendali: le aziende "Born Sustainable" che costruiscono l'intero modello di business attorno alle innovazioni sostenibili e gli "Operatori Storici del Mercato" che trasformano le operazioni esistenti verso la circolarità e la sostenibilità. Il framework dimostra che un BMfS di successo crea cicli di feedback di rafforzamento tra valore ambientale, valore per il cliente e valore catturato dall'azienda. Viene inoltre dimostrato che le aziende affrontano i costi di sostenibilità in modo diverso. Le aziende potrebbero optare per strategie di aumento del fatturato, tra cui licenze, contratti di servizio e nuovi flussi di entrate, mentre l'approccio di altre aziende potrebbe concentrarsi sulla riduzione dei costi attraverso l'efficienza delle risorse e la simbiosi industriale. Questa ricerca mira ad approfondire la nostra comprensione delle dinamiche sostenibilità-redditività e fornisce spunti concreti per i manager che desiderano progettare e implementare modelli di business sostenibili.