Kooldioxide Het nummer 1 broeikasgas

Koolstof is een essentiële bouwsteen voor al het leven op aarde. Het is ook het belangrijkste atoom waaruit de chemische samenstelling van fossiele brandstoffen bestaat. Het kan ook worden gevonden in de vorm van koolstofdioxide, een gas dat een centrale rol speelt in de wereldwijde klimaatverandering.

Wat is CO2?

Koolstofdioxide is een molecuul dat bestaat uit drie delen, een centraal koolstofatoom gebonden aan twee zuurstofatomen. Het is een gas dat slechts ongeveer 0,04% van onze atmosfeer uitmaakt, maar het is een belangrijk onderdeel van de koolstofcyclus. Koolstofmoleculen zijn echte shapeshifters, vaak in vaste vorm, maar vaak van fase veranderen van CO₂ gas tot vloeistof (als koolzuur of carbonaten) en terug naar een gas. De oceanen bevatten enorme hoeveelheden koolstof, evenals vaste grond: rotsformaties, bodems en alle levende wezens bevatten koolstof. Koolstof beweegt zich tussen deze verschillende vormen in een reeks processen die de koolstofcyclus worden genoemd - of beter gezegd een aantal cycli die meerdere cruciale rollen spelen in het wereldwijde fenomeen van klimaatverandering.

CO2 maakt deel uit van biologische en geologische cycli

Tijdens een proces dat cellulaire ademhaling wordt genoemd, verbranden planten en dieren suikers om energie te verkrijgen. De suikermoleculen bevatten een aantal koolstofatomen die tijdens de ademhaling vrijkomen in de vorm van koolstofdioxide. Dieren ademen overtollig koolstofdioxide uit als ze ademen, en planten geven het meestal 's nachts vrij. Bij blootstelling aan zonlicht nemen planten en algen CO op₂ uit de lucht en strip het van zijn koolstofatoom om te gebruiken bij het bouwen van suikermoleculen - de achtergelaten zuurstof komt in de lucht vrij als O₂.

Koolstofdioxide maakt ook deel uit van een veel langzamer proces: de geologische koolstofcyclus. Het heeft vele componenten, en een belangrijke is de overdracht van koolstofatomen uit CO₂ in de atmosfeer tot carbonaten opgelost in de oceaan. Eenmaal daar worden de koolstofatomen opgepikt door kleine mariene organismen (meestal plankton) die er harde schelpen mee maken. Nadat het plankton sterft, zinkt de koolstofschaal naar de bodem, voegt zich tientallen anderen samen en vormt uiteindelijk kalksteen. Miljoenen jaren later kan die kalksteen naar de oppervlakte komen, verweerd raken en de koolstofatomen vrijgeven.

Het vrijkomen van overtollige CO2 is het probleem

Steenkool, olie en gas zijn fossiele brandstoffen gemaakt van de ophoping van waterorganismen die vervolgens worden blootgesteld aan hoge druk en temperatuur. Wanneer we deze fossiele brandstoffen extraheren en verbranden, worden de koolstofmoleculen die eenmaal in het plankton zijn opgesloten en algen als koolstofdioxide terug in de atmosfeer vrijgegeven. Als we over een redelijk tijdsbestek kijken (bijvoorbeeld honderdduizenden jaren), de concentratie van CO₂ in de atmosfeer is relatief stabiel, de natuurlijke uitstoot wordt gecompenseerd door de hoeveelheden die worden opgepikt door planten en algen. Omdat we echter fossiele brandstoffen verbranden, voegen we elk jaar een netto hoeveelheid koolstof toe aan de lucht.

Kooldioxide als broeikasgas

In de atmosfeer draagt ​​kooldioxide met andere moleculen bij aan het broeikaseffect. Energie van de zon wordt gereflecteerd door het aardoppervlak en tijdens het proces wordt het omgezet in een golflengte die gemakkelijker wordt onderschept door broeikasgassen, waardoor de warmte in de atmosfeer wordt gevangen in plaats van dat het de ruimte in reflecteert. De bijdrage van kooldioxide aan het broeikaseffect varieert tussen 10 en 25%, afhankelijk van de locatie, direct achter waterdamp.

Een opwaartse trend

De concentratie van CO₂ in de atmosfeer is in de loop van de tijd gevarieerd, met aanzienlijke ups en downs die de planeet in geologische tijden heeft doorgemaakt. Als we echter naar de laatste millennia kijken, zien we een sterke stijging van koolstofdioxide, duidelijk beginnend met de industriële revolutie. Sinds pre-1800 schat de CO₂ concentraties zijn gestegen met meer dan 42% tot huidige niveaus van meer dan 400 delen per miljoen (ppm), aangedreven door het verbranden van fossiele brandstoffen en het opruimen van land.

Hoe precies voegen we CO2 toe??

Toen we een tijdperk binnengingen dat werd bepaald door intense menselijke activiteit, het Anthropoceen, hebben we koolstofdioxide toegevoegd aan de atmosfeer voorbij de natuurlijk voorkomende emissies. Het meeste komt van de verbranding van steenkool, olie en aardgas. De energie-industrie, met name via koolstofgestookte energiecentrales, is verantwoordelijk voor het grootste deel van de uitstoot van broeikasgassen in de wereld - dat aandeel bereikt 37% in de VS, volgens het Environmental Protection Agency. Transport, inclusief auto's, vrachtwagens, treinen en schepen op fossiele brandstoffen, komt op de tweede plaats met 31% van de uitstoot. Nog eens 10% komt van het verbranden van fossiele brandstoffen om huizen en bedrijven te verwarmen. Raffinaderijen en andere industriële activiteiten geven veel koolstofdioxide af, geleid door de productie van cement dat verantwoordelijk is voor een verrassend grote hoeveelheid CO₂ optellen tot 5% van de totale wereldwijde productie.

Opruimen van land is een belangrijke bron van kooldioxide-uitstoot in veel delen van de wereld. Bij brandende scheuren en blootgestelde grond komt CO vrij₂. In landen waar bossen enigszins terugkomen, zoals in de Verenigde Staten, zorgt landgebruik voor een netto opname van koolstof wanneer het wordt gemobiliseerd door de groeiende bomen.

Onze CO2-voetafdruk verkleinen

U kunt uw CO2-uitstoot verlagen door uw energievraag aan te passen, milieuvriendelijkere beslissingen te nemen over uw transportbehoeften en uw voedselkeuzes opnieuw te evalueren. Zowel de Nature Conservancy als de EPA hebben handige koolstofvoetafdrukcalculators waarmee u kunt bepalen waar u in uw levensstijl het meeste verschil kunt maken.

Wat is koolstofvastlegging?

Naast het verminderen van emissies, zijn er maatregelen die we kunnen nemen om de concentraties koolstofdioxide in de lucht te verlagen. De term koolstofvastlegging betekent het afvangen van CO₂ en het opbergen in een stabiele vorm waar het niet zal bijdragen aan klimaatverandering. Dergelijke maatregelen ter beperking van de opwarming van de aarde omvatten het planten van bossen en het injecteren van koolstofdioxide in oude bronnen of diep in poreuze geologische formaties.