Airports in the era of sustainable development: five studies on global practices, evaluation methods, and strategic frameworks

December 2, 2025

Esta tese confronta um paradoxo central na sustentabilidade da aviação: os aeroportos representam menos de 2% das emissões setoriais diretas, no entanto, a sua posição como ‘hub’ central de infraestrutura, fornecimento de energia e coordenação de ‘stakeholders’ coloca-os num papel estruturalmente fundamental que permanece subutilizado na transição de sustentabilidade do setor. O discurso académico e político atual é limitado por três lacunas inter-relacionadas: uma lacuna de diagnóstico, que deixa o estado global das práticas de sustentabilidade aeroportuária insuficientemente mapeado; uma lacuna metodológica, refletida em ferramentas de avaliação fragmentadas e inconsistentes; e uma lacuna de governação, onde o papel evolutivo dos aeroportos no ecossistema da aviação permanece contestado e insuficientemente definido, gerando incerteza que prejudica a coordenação, o investimento e a responsabilização. Esta investigação aborda estas deficiências através de uma investigação faseada, do diagnóstico à prescrição. Esta investigação estabelece primeiro uma linha de base global da sustentabilidade aeroportuária, analisando as divulgações dos Sustainable Development Goals (SDGs) das Nações Unidas dos 150 aeroportos mais movimentados do mundo. A análise revela uma taxa de alinhamento global de 42%, com um coorte líder de 23% a demonstrar um elevado alinhamento caracterizado por iniciativas direcionadas e quadros de monitorização robustos. Uma regressão logística ordinal indica que os aeroportos europeus e aqueles com maiores volumes de passageiros são significativamente mais propensos a alcançar um elevado alinhamento, refletindo a influência da pressão regulatória e da escala operacional. Crucialmente, esta fase de diagnóstico demonstra a ausência de um quadro consistente e setorial para monitorizar e avaliar o desempenho da sustentabilidade, reforçando a lacuna metodológica. Para abordar a lacuna metodológica identificada, esta investigação realiza uma revisão abrangente dos quadros de avaliação da sustentabilidade. A revisão aplica uma abordagem dupla: primeiro, uma análise intrassetorial sistemática de estudos específicos de aeroportos e, segundo, uma meta-revisão intersetorial comparando esses quadros com metodologias de outras indústrias. Esta análise gera três conclusões: soluções para avançar os métodos de avaliação existentes, a necessidade de desenvolver abordagens mais integradas baseadas em sistemas, e a incorporação de métodos participativos para fortalecer o envolvimento dos ‘stakeholders’. Estas conclusões mapeiam-se em três pilares metodológicos que orientam as fases subsequentes da tese. Abordando o primeiro pilar, a investigação avança as metodologias existentes através do desenvolvimento do ‘Airport Sustainability Evaluation Index (ASEI)’. O índice é testado sistematicamente sob esquemas alternativos de normalização, ponderação e agregação, apoiado por análises de sensibilidade e fiabilidade. A aplicação ao Aeroporto de Schiphol entre 2012–2021 mostra que o desenho metodológico, particularly a ponderação, molda decisivamente os resultados. Os resultados também rastreiam mudanças temporais no desempenho da sustentabilidade, refletindo tanto decisões de planeamento interno, como o Plano Diretor de 2013, quanto choques externos, incluindo a pandemia de COVID-19. Passando do desempenho para a estratégia, o segundo pilar aplica uma lente de pensamento sistémico para mapear como os SDGs se interligam nas estratégias aeroportuárias. Uma abordagem em três fases de análise de coocorrência, ‘clustering’ hierárquico e análise de rede revela uma orientação de desenvolvimento dominada pelo SDG 8 (Trabalho Digno e Crescimento Económico), SDG 9 (Indústria, Inovação e Infraestrutura) e SDG 11 (Cidades e Comunidades Sustentáveis), refletindo a ênfase no crescimento, infraestrutura e integração urbana. No entanto, o SDG 8 permanece estruturalmente isolado, sublinhando o persistente paradoxo crescimento-sustentabilidade. O SDG 7 (Energia Limpa e Acessível) e o SDG 4 (Educação de Qualidade) emergem como nós de ligação que conectam os domínios ambiental e social. A análise destaca lacunas na integração da ação climática, equidade e parcerias, e a necessidade de intervenções direcionadas em infraestruturas verdes, práticas de economia circular e mecanismos de responsabilização. O terceiro pilar aborda a governação através de uma análise multi-stakeholder de como os aeroportos são enquadrados na transição de sustentabilidade da aviação. Com base em divulgações codificadas e perspetivas de especialistas, os resultados confirmam um amplo consenso de que os aeroportos atuam como facilitadores (‘enablers’), particularmente no fornecimento de infraestrutura e energia, mas revelam uma divergência persistente sobre as responsabilidades de liderança. Esta falta de clareza produz barreiras estruturais, incluindo custos e benefícios desalinhados, assimetria nas obrigações regulatórias e horizontes de planeamento conflituantes. Para resolver estas barreiras, é proposto um pacto de execução ao nível local (‘site-level delivery compact’) como um quadro de governação que consolida iniciativas fragmentadas em responsabilidades partilhadas, apoiadas por mandatos, mecanismos de financiamento, integração operacional e monitorização padronizada. Em conjunto, os resultados demonstram como os aeroportos, apesar das suas emissões diretas limitadas, podem desempenhar um papel transformador no alinhamento das práticas operacionais, quadros institucionais e prioridades estratégicas para acelerar a transição de sustentabilidade da aviação global. This thesis confronts a central paradox in aviation sustainability: airports account for less than 2% of direct sectoral emissions, yet their position as the central hub for infrastructure, energy provision, and stakeholder coordination places them in a structurally pivotal role that remains underutilized in the sector’s sustainability transition. Current academic and policy discourse is constrained by three interrelated gaps: a diagnostic gap, which leaves the global state of airport sustainability practices insufficiently mapped; a methodological gap, reflected in fragmented and inconsistent evaluation tools; and a governance gap, where the evolving role of airports in the aviation ecosystem remains contested and insufficiently defined, generating uncertainty that undermines coordination, investment, and accountability. This research addresses these deficiencies through a staged, diagnostic-toprescriptive inquiry. This inquiry first establishes a global baseline of airport sustainability by analyzing the United Nations Sustainable Development Goal (SDGs) disclosures of the world’s 150 busiest airports. The analysis reveals an overall alignment rate of 42%, with a leading cohort of 23% demonstrating high alignment characterized by targeted initiatives and robust monitoring frameworks. An ordinal logistic regression indicates that European airports and those with greater passenger volumes are significantly more likely to achieve high alignment, reflecting the influence of regulatory pressure and operational scale. Crucially, this diagnostic stage demonstrates the absence of a consistent, sector-wide framework for monitoring and assessing sustainability performance, reinforcing the methodological gap. To address the identified methodological gap, this research undertakes a comprehensive review of sustainability evaluation frameworks. The review applies a dual approach: first, a systematic intra-sectoral analysis of airport-specific studies, and second, a cross-sectoral meta-review comparing these frameworks with methodologies from other industries. This analysis generates three findings: solutions for advancing existing evaluation methods, the need to develop more integrated systems-based approaches, and the incorporation of participatory methods to strengthen stakeholder engagement. These findings map onto three methodological pillars that guide the subsequent stages of the thesis. Addressing the first pillar, the research advances existing methodologies through the development of the Airport Sustainability Evaluation Index (ASEI). The index is systematically tested under alternative normalization, weighting, and aggregation schemes, supported by sensitivity and reliability analyses. Application to Schiphol Airport over 20122021 shows that methodological design, particularly weighting, decisively shapes outcomes. The results also trace temporal shifts in sustainability performance, reflecting both internal planning decisions, such as the 2013 Master Plan, and external shocks, including the COVID-19 pandemic. Moving from performance to strategy, the second pillar applies a systems-thinking lens to map how SDGs interlink within airport strategies. A three-phase approach of co-occurrence analysis, hierarchical clustering, and network analysis reveals a developmental orientation dominated by SDG 8 (Decent Work and Economic Growth), SDG 9 (Industry, Innovation and Infrastructure), and SDG 11 (Sustainable Cities and Communities), reflecting emphasis on growth, infrastructure, and urban integration. Yet SDG 8 remains structurally isolated, underscoring the persistent growth–sustainability paradox. SDG 7 (Affordable and Clean Energy) and SDG 4 (Quality Education) emerge as bridging nodes that link environmental and social domains. The analysis highlights gaps in integrating climate action, equity, and partnerships, and the need for targeted interventions in green infrastructure, circular economy practices, and accountability mechanisms. The third pillar addresses governance through a multi-stakeholder analysis of how airports are framed within aviation’s decarbonization challenge. Drawing on coded disclosures and expert perspectives, the findings confirm broad consensus that airports act as enablers, particularly in infrastructure and energy provision, but reveal persistent divergence over leadership responsibilities. This lack of clarity produces structural barriers, including misaligned costs and benefits, asymmetry in regulatory obligations, and conflicting planning horizons. To resolve these barriers, a site-level delivery compact is proposed as a governance framework that consolidates fragmented initiatives into shared responsibilities supported by mandates, financing mechanisms, operational integration, and standardized monitoring. Together, the findings demonstrate how airports, despite their limited direct emissions, can play a transformative role in aligning operational practices, institutional frameworks, and strategic priorities to accelerate the sustainability transition of global aviation.

Authors in the community:

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  X

  Xibei Jia

  ist1108066

Supervisors of this institution:

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  M

  Maria do Rosário Mauricio Ribeiro Macário

  ist14240

101769440

Doutoramento em Sistemas de Transportes

civil-engineering - Civil engineering

Keywords

• Airports
• Sustainability
• SDGs
• Sustainability Assessment
• Sustainability Governance
• Aeroportos
• Sustentabilidade
• ODS
• Avaliação da Sustentabilidade
• Governação da Sustentabilidade

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