The Relationship Between Industry 4.0 and Environmental Sustainability: An Empirical Analysis on European Union Countries

Yıl 2024, , 2449 - 2469, 15.10.2024

Fatih Akın , Selin Dinçer

https://doi.org/10.35408/comuybd.1490218

Öz

The fourth industrial revolution, known as Industry 4.0, and the digital transformation it brings with it are increasing their impact worldwide every day. In this axis, the digital change experienced with Industry 4.0 brings radical changes in individuals' lives and working lives. In addition to individuals, Industry 4.0 draws attention in improving the production processes of various industries. On the other hand, in addition to the negative environmental impacts that started with the Industrial Revolution in the 18th century, the depleting natural resources used to meet the ever-increasing consumption demand mobilise countries. It is known that policies are implemented in European Union countries to encourage the adoption of technologies related to Industry 4.0. In this sense, the idea that Industry 4.0 can contribute to sustainable economic growth, development and the environment comes to the fore. This study aims to investigate the short and long term relationship between Industry 4.0 and environmental sustainability in 27 member countries of the European Union. Based on this purpose, the study uses the panel ARDL/PMG analysis method for the period 1996-2020, using ecological footprint as a proxy for the environment and technology patent variables as a proxy for Industry 4.0. In addition, economic growth and energy consumption variables are used as control variables. The findings, reveal that the increase in the number of patents in the European Union countries in the long run reduces the ecological footprint. On the other hand, the study found that economic growth and energy consumption increase the ecological footprint in the European Union countries. The findings of the study reveal that Industry 4.0 technologies have a significant impact on the sustainable environment in the European Union countries.

Anahtar Kelimeler

Industry 4.0, Ecological Footprint, Economic Growth, Energy Consumption, European Union

Endüstri 4.0 ve Çevresel Sürdürülebilirlik Arasındaki İlişki: Avrupa Birliği Ülkeleri Üzerine Ampirik Bir Analiz

Öz

Endüstri 4.0 olarak bilinen dördüncü sanayi devrimi ve beraberinde getirdiği dijital dönüşüm tüm dünyada her geçen gün etkisini artırmaktadır. Bu eksende Endüstri 4.0 ile yaşanan dijital değişim bireylerin yaşamlarında ve çalışma hayatlarında köklü değişimleri beraberinde getirmektedir. Bireylerin yanı sıra çeşitli endüstrilerin üretim süreçlerinin iyileştirilmesinde de Endüstri 4.0 oldukça dikkat çekmektedir. Diğer taraftan 18. yüzyılda Sanayi Devrimi ile başlayan olumsuz çevresel etkilerin yanı sıra sürekli artan tüketim talebini karşılamak için kullanılan ve tükenmekte olan doğal kaynaklar ülkeleri harekete geçirmektedir. Avrupa Birliği ülkelerinde de Endüstri 4.0 ile ilişkili teknolojilerin benimsenmesini teşvik etmek amacıyla politikalar uygulandığı bilinmektedir. Bu anlamda Endüstri 4.0'ın sürdürülebilir ekonomik büyüme, kalkınma ve çevreye katkı sağlayabileceği fikri gündeme gelmektedir. Bu çalışma Avrupa Birliği’ne üye 27 ülkede Endüstri 4.0 ve çevresel sürdürülebilirlik arasındaki kısa ve uzun dönemli ilişkiyi araştırmayı amaçlamaktadır. Bu amaçtan yola çıkarak çalışmada, 1996-2020 dönemi için panel ARDL/PMG analiz yöntemi kullanılarak çevreyi temsilen ekolojik ayak izi, Endüstri 4.0’ı temsilen ise teknoloji patenti değişkenleri kullanılmıştır. Ayrıca ekonomik büyüme ve enerji tüketimi değişkenleri kontrol değişken olarak kullanılmıştır. Bulgular, Avrupa Birliği ülkelerinde uzun dönemde patent sayısındaki artışın ekolojik ayak izini azalttığını ortaya koymaktadır. Diğer taraftan çalışmada, Avrupa Birliği ülkelerinde ekonomik büyüme ve enerji tüketiminin ekolojik ayak izini artırdığı tespit edilmiştir. Çalışma bulguları, Avrupa Birliği ülkelerinde Endüstri 4.0 teknolojilerinin sürdürülebilir çevre üzerinde önemli etkisinin bulunduğunu ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

Endüstri 4.0, Ekolojik Ayak İzi, Ekonomik Büyüme, Enerji Tüketimi, Avrupa Birliği

Kaynakça

• Abbasi, K. R., Shahbaz, M., Jiao, Z. ve Tufail, M. (2021). How Energy Consumption, Industrial Growth, Urbanization, and CO2 Emissions Affect Economic Growth in Pakistan? A Novel Dynamic ARDL Simulations Approach. Energy, 221, 119793.
• Akin, F. ve Ozgun, F. (2024). Impact of Internet Use on Ecological Footprint: Panel Data Analysis for Fragile Five Countries (Brazil, India, Indonesia, South Africa, and Turkiye). Problemy Ekorozwoju, 19(2), 139-152. https://doi.org/10.35784/preko.5979
• Aydın, E. (2018). Türkiye’de Teknolojik İlerleme ile İstihdam Yapısındaki Değişme Projeksiyonu: Endüstri 4.0 Bağlamında Ampirik Analiz. Yönetim Bilimleri Dergisi, 16(31), 461-471.
• Aydınbaş, G. ve Erdinç, Z. (2023). Endüstri 4.0 Devriminin Ekonomik Büyümeye Etkileri Üzerine Panel Veri Analizi. Hacettepe Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 41(3), 363-387.
• Aydin, M., Sogut, Y. ve Altundemir, M. E. (2023). Moving Toward the Sustainable Environment of European Union Countries: Investigating the Effect of Natural Resources and Green Budgeting on Environmental Quality. Resources Policy, 83, 1-10.
• Bayramoğlu, A. T. ve Yurtkur, K. Y. (2016). Türkiye’de Karbon Emisyonu ve Ekonomik Büyüme İlişkisi: Doğrusal Olmayan Eşbütünleşme Analizi. Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 16(4), 31-46.
• Bildirici, M. E., Genç, S. Y. ve Boztuna, S. (2023). Sustainability, Natural Gas Consumption, and Environmental Pollution in the Period of Industry 4.0 in Turkey: MS-Granger Causality and Fourier Granger Causality Analysis. Sustainability, 15, 10742.
• Bunse B., Kagermann H. ve Wahlster, W. (2014). Industrie 4.0 Smart Manufacturing for the Future, Berlin: Germany Trade and Invest Gesellschaft fuer Aussenwirtschaft und Stanfortmarketing mbH.
• Ejsmont, K., Gladysz, B. ve Kluczek, A. (2020). Impact of Industry 4.0 on Sustainability—Bibliometric Literature Review. Sustainability, 12(14), 22-29.
• European Comission (2024a). Komisyon Yarının Dijital Altyapıları İçin Yeni Girişimler Sunuyor, Erişim: 17 Mayıs 2024, https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_24_941
• European Comission (2024b). The Digital Europe Programme, Erişim: 17 Mayıs 2024, https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/activities/digital-programme
• European Council (2024). Erişim: 18 Mayıs 2024, https://www.consilium.europa.eu/en/policies/green-deal/fitfor-55-the-eu-plan-for-a-green-transition/
• Ford, S. ve Despeisse, M. (2016). Additive Manufacturing and Sustainability: An Exploratory Study of the Advantages and Challenges. Journal of Cleaner Production, 137, 1573-1587.
• Furstenau, L. B., Sott, M. K., Kipper, L. M., Machado, E. L., López-robles, J. R., Dohan, M. S., Cobo, M. J., Zahid, A., Abbasi, Q. H. ve Imran, M. A. (2020). Link Between Sustainability and Industry 4.0: Trends, Challenges and New Perspectives. IEEE Access, 8, 140079-140096.
• Galadima, M. D. ve Aminu, A. W. (2020). Nonlinear Unit Root and Nonlinear Causality in Natural Gas-Economic Growth Nexus: Evidence from Nigeria. Energy, 190, 116415.
• Ghobakhloo, M. (2020). Industry 4.0, Digitization, and Opportunities for Sustainability. Journal of Cleaner Production, 252, 119869.
• Global Footprint Network. (2024). Ecological Footprint (gha per person), Erişim: 10 Nisan 2024, https://www.footprintnetwork.org/
• Häbel, S. ve Hakala, E. (2021). Policy Coherence for Sustainable Development and Environmental Security: A Case Study of European Unionpolicies on Renewable Energ. Environmental Policy and Governance WILEY, 21, 633-646.
• Javaid, M., Haleem, A., Pratap Singh, R., Suman, R. ve Gonzalez, E. S. (2022). Understanding the Adoption of Industry 4.0 Technologies in Improving Environmental Sustainability. Sustainable Operations and Computers, 3, 203-217.
• Jiang, L., Sakhare, S. R. ve Kaur, M. (2022). Impact of Industrial 4.0 on Environment Along with Correlation Between Economic Growth and Carbon Emissions. International Journal of System Assurance Engineering and Management, 13(1), 415-423.
• Lemke, M. (2015). Horizon 2020 Info Day, DG CONNECT – A3 European Commission, Brussels.
• Lentner, C., Vasa, L., Kolozsi, P. P. ve Zéman, Z. (2019). New Dimensions of Internal Controls in Banking After the GFC. Economic Annals XXI, 176(3-4), 38-48.
• Lin, K. C., Shyu, J. Z. ve Ding, K. (2017). A Cross-Strait Comparison of Innovation Policy under Industry 4.0 and Sustainability Development Transition. Sustainability, 9, 786.
• Lu, H., Guo, L., Azimi, M. ve Huang, K. (2019). Oil and Gas 4.0 Era: A Systematic Review and Outlook. Computers in Industry, 111, 68-90.
• Marr, B. (2017). Data Strategy, How to Profit from a World of Big Data, Analytics and the Internet of Things, London: Kogan Page Ltd.
• Myovella, G., Karacuka, M. ve Haucap, J. (2019). Digitalization and Economic Growth: A Comparative Analysis of Sub-Saharan Africa and OECD Economies. Telecommunications Policy, 1-12.
• OECD. (2024). OECD(Stat) database, Erişim: 10 Nisan 2024, https://www.oecd.org/
• Oláh, J., Aburumman, N., Popp, J., Khan, M. A., Haddad, H. ve Kitukutha, N. (2020). Impact of Industry 4.0 on Environmental Sustainability. Sustainability, 12(11), 46-74.
• Pehlivan, C. ve Efeoğlu, R. (2019). Empirical Investigation of Technology-Industry 4.0 Relation of the Effect on Trade: An Analysis on Turkey. Turkish Studies-Economics, Finance, Politics, 14(4), 1487-1502.
• Pesaran, M. H., Shin, Y. ve Smith, R. P. (1999). Pooled Mean Group Estimation of Dynamic Heterogeneous Panels. Journal of the American Statistical Association, 94(446), 621-634.
• Pesaran, M. H. (2004). General Diagnostic Tests for Cross Section Dependence in Panels. Cambridge Working Papers in Economics, 435, 1-39.
• Pesaran, M. H. (2007). A Simple Panel Unit Root Test in the Presence of Cross-Section Dependence. Journal of Applied Econometrics, 22, 265-312.
• Pesaran, M. H. ve Yamagata, T. (2008). Testing Slope Homogeneity in Large Panels. Journal of Econometrics, 142(1), 50-93.
• Pesaran, M. H. (2021). General Diagnostic Tests for Cross-Sectional Dependence in Panels. Empirical Economics, 60(1), 13-50.
• Raj, A., Dwivedi, G., Sharma, A., de Sousa Jabbour, A. B. L. ve Rajak, S. (2020). Barriers to the Adoption of Industry 4.0 Technologies in the Manufacturing Sector: An Inter-Country Comparative Perspective. International Journal of Production Economics, 224, 107546.
• Rees, W. ve Wackernagel, M. (1996). Urban Ecological Footprints: Why Cities Cannot be Sustainable—And Why They are a Key to Sustainability. Environmental Impact Assessment Review, 16(4-6), 223-248
• Saidi, K. ve Hammami, S. (2015). The Impact of CO2 Emissions and Economic Growth on Energy Consumption in 58 Countries. Energy Reports, 1, 62-70.
• Shrouf, F., Ordieres-Meré J. ve Miragliotta, G. (2014). Smart Factories in Industry 4.0: A Review of the Concept and of Energy Management Approached in Production Based on the Internet of Things Paradigm. IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management, 697-701.
• Smith, J. A. (2011). Evaluating the Contribution of Interpretative Phenomenological Analysis: A Reply to the Commentaries and Further Development of Criteria. Health Psychol, 5, 55–61.
• World Bank. (2024). World Bank Open Data, Erişim: 10 Nisan 2024, https://data.worldbank.org/indicator
• Yavuz, O. (2021). Üretimde Kullanılan Endüstri 4.0 Araçlarına Olan İlgi Düzeyinin Yüksek Teknoloji Ürünleri İhracatı Üzerine Etkisi. İşletme Araştırmaları Dergisi, 13(1), 825-843.