امکان‌سنجی تولید انرژی‌ زیستی از پسماند مجموعه های سوارکاری و پرورش اسب با استفاده از تحلیل چرخه حیات (LCA) مبتنی بر هوش مصنوعی

نوع مقاله : کاربردی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه علمی عمران و محیط‌زیست، واحد تهران مرکز، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران ، ایران.

2 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی کامپیوتر، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

10.30473/arsm.2025.75440.3986

چکیده

با توجه به افزایش هزینه‌های انرژی و دغدغه‌های زیست‌محیطی در اداره مراکز ورزشی، استفاده از روش‌های نوآورانه برای کاهش پسماند و بهینه‌سازی مصرف منابع به یک ضرورت غیرقابل اجتناب تبدیل شده است. این مطالعه با هدف بررسی امکان‌سنجی فنی، زیست‌محیطی و مدیریتی تولید انرژی ‌زیستی از پسماندهای مراکز سوارکاری (شامل کود و بستر اسب) انجام شده است تا به‌عنوان یک الگوی پایدار برای مدیریت باشگاه‌های ورزشی در ایران مطرح گردد. داده‌های میدانی از سه باشگاه سوارکاری در استان تهران جمع‌آوری شده و آزمایش‌های شیمیایی، تعیین ارزش حرارتی و قابلیت تولید بیوگاز روی نمونه‌ها انجام گرفت. همچنین، با بهره‌گیری از مدل‌سازی مبتنی بر هوش مصنوعی و نرم‌افزار OpenLCA به همراه پایگاه داده  Ecoinvent 3.8، تحلیل چرخه حیات دو سناریوی احتراق و هضم بی‌هوازی انجام شد. الگوریتم‌های هوش مصنوعی به بهبود دقت شبیه‌سازی، دسته‌بندی داده‌ها و بهینه‌سازی ارزیابی اثرات زیست‌محیطی کمک شایانی کردند.یافته‌ها نشان داد که کود اسب با ارزش حرارتی 800/19 کیلوژول بر کیلوگرم و نسبت کربن به نیتروژن 1/23، شرایط مناسبی برای تولید انرژی ‌زیستی دارد. در تحلیل چرخه حیات، هضم بی‌هوازی نسبت به احتراق مستقیم، عملکرد بهتری در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای (۳۸٪ کاهش) و مصرف منابع (۲۹٪ کاهش) از خود نشان داد. از منظر مدیریت ورزشی، اجرای این فناوری‌ها می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را کاهش داده، مسئولیت‌پذیری محیط‌زیستی باشگاه را ارتقا دهد، به توسعه برند سبز کمک کند و مسیر باشگاه‌ها را به سمت پایداری هموار سازد.

کلیدواژه‌ها


Asadian Ardakani, F., & Azizi, F. (2025). Residents' perception of the sporting event of horse beauty contests: An importance-performance analysis. Applied Research in Sport Management, 14(1), 23–38. (In Persian) https://doi.org/10.30473/arsm.2025.71356.3886
Cherubini, F., Bird, N. D., Cowie, A., Jungmeier, G., Schlamadinger, B., & Woess-Gallasch, S. (2009). Energy- and greenhouse gas-based LCA of biofuel and bioenergy systems: Key issues, ranges and recommendations. Resources, Conservation and Recycling, 53(8), 434–447. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2009.03.013
Da Lio, L., Castello, P., Gianfelice, G., Cavalli, R., & Canu, P. (2021). Effective energy exploitation from horse manure combustion. Waste Management, 128, 243-250. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.04.035
De Paula Salgado, I., Conrad, F., Signorini, C., Günther, E., Ihlenfeldt, S., & Mechtcherine, V. (2025). Integrating life cycle assessment (LCA) and machine learning for sustainable designs: a case study on protective layers made of mineral-bonded fiber-reinforced composites. The International Journal of Life Cycle Assessment. https://doi.org/10.1007/s11367-025-02454-7
Demirbaş, A. (2004). Combustion characteristics of different biomass fuels. Progress in Energy and Combustion Science, 30(2), 219–230. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2003.10.004
Ebrahimi Toloun, S. A., Khoramnejdian, S., Zavareh, S. R. A., & Behbahaninia, A. (2025). Assessment of landfill gases by LandGEM and energy recovery potential from municipal solid waste of Robat Karim. Biomass Conversion and Biorefinery, 15(2), 2857-2866. (In Persian) https://doi.org/10.1007/s13399-023-05142-4
Ecoinvent Centre. (2023). Ecoinvent Database version 3.8. Zürich, Switzerland: Ecoinvent Association. Retrieved from https://www.ecoinvent.org
Farahani, A., Wallbaum, H., & Dalenbäck, J.-O. (2021). A service-life cycle approach to maintenance and energy‑retrofit planning for building portfolios. Energy and Buildings, 240, 110898. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.110898
Fernández-Cortés, M., Revuelta-Aramburu, M., & Morales-Polo, C. (2025). Integrating Renewable Fuels and Sustainable Practices in Equestrian Centers: A Model for Carbon Footprint Reduction and Environmental Impact Mitigation. Fuels, 6(1), 10. https://doi.org/10.3390/fuels6010010
Hennessy, J., & Eriksson, O. (2015). Energy and nutrients from horse manure: Life-cycle data inventory of horse manure management systems in Gävleborg, Sweden. Gävle University Press.
Kaliyan, N., & Morey, R. V. (2009). Densification characteristics of corn stover and switchgrass. Biomass and Bioenergy, 33(3), 337–359. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2008.07.001
Kusch, S. (2013, September). Horse stall waste: Amounts, management, bioenergy generation. In Proceedings of the 2nd Electronic International Interdisciplinary Conference, Sect (Vol. 18, pp. 423-428).
Matsumura, Y., Minowa, T., & Yamamoto, H. (2021). Evaluation of the energy balance and greenhouse gas reduction in food waste biogas utilization. Journal of Cleaner Production, 320, 128910. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128910
Matsumura, Y., Minowa, T., & Yamamoto, H. (2021). Evaluation of the energy balance and greenhouse gas reduction in food waste biogas utilization. Journal of Cleaner Production, 320,128910. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128910
Mong, G. R., Chong, C. T., Ng, J.-H., Chong, W. W. F., Ong, H. C., & Tran, M.-V. (2021). Multivariate optimisation study and life cycle assessment of microwave-induced pyrolysis of horse manure for waste valorisation and management. Energy, 216, 119194. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119194
Mong, G. R., Chong, C. T., Ng, J.-H., Chong, W. W. F., Ong, H. C., & Tran, M.-V., & Shiung Lam, S. (2020).  Hwai Chyuan Ong, and Farid Nasir Ani. "Microwave pyrolysis for valorisation of horse manure biowaste." Energy conversion and management 220 113074. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.113074
Omidkar, A., Alagumalai, A., Li, Z., & Song, H. (2024). Machine learning assisted techno-economic and life cycle assessment of organic solid waste upgrading under natural gas. Applied Energy, 355, 122321. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122321  
OpenLCA. (2022). OpenLCA User Guide and Modeling Standards. Berlin, Germany: GreenDelta GmbH. Retrieved from https://www.openlca.org/documentation
Rout, P. R., Pandey, D. S., Haynes-Parry, M., Briggs, C., Manuel, H. L. C., Umapathi, R., Mukherjee, S., Panigrahi, S., & Goel, M. (2022). Sustainable Valorisation of Animal Manures via Thermochemical Conversion Technologies: An Inclusive Review on Recent Trends. Waste and Biomass Valorization, 14(2), 553–582. https://doi.org/10.1007/s12649-022-01916-5
Sheykhyoosefi, R., Azizian Kohan, N., Moharramzadeh, M., & Naghizadeh Baghi, A. (2024). Designing a model for the use of new technologies in the development of sport for all in Iran: A grounded theory. Applied Research of Sport Management, 12(4), 53–64. (In Persian)  https://doi.org/10.30473/arsm.2024.69743.3829
Wartell, B. A., Krumins, V., Alt, J., Kang, K., Schwab, B. J., & Fennell, D. E. (2012). Methane production from horse manure and stall waste with softwood bedding. Bioresource technology, 112, 42-50. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.02.012
Weiland, P. (2023). Biogas production from animal manures: A review of current practices and future perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 172, 113029. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113029
Weiland, P. (2023). Biogas production from animal manures: A review of current practices and future perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 172, 113029. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113029