Vermutlich jede:r hat schon mal vom Treibhausgas CO2 gehört – aber was genau ist das eigentlich? Wir erklären dir, welche Eigenschaften CO2 hat, wie es entsteht und wo es eine Rolle spielt.
CO2 verbinden wir vor allem mit der Klimakrise. Vielleicht weisst du aber auch, dass Pflanzen CO2 zur Fotosynthese brauchen und dass Menschen und andere Lebewesen CO2 ausatmen. Das Gas spielt also in vielen Bereichen des Lebens eine Rolle.
Was ist CO2? Die wichtigsten Eigenschaften
Zunächst einmal: Was bedeutet CO2 eigentlich? C ist das chemische Symbol für Kohlenstoff und O das für Sauerstoff. CO2 besteht also aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen und heisst mit vollem Namen Kohlenstoffdioxid ("dioxid" heisst "zwei Sauerstoffatome").
CO2-Moleküle sind linear aufgebaut, alle Atome liegen auf einer geraden Linie. Die beiden Sauerstoffatome liegen aussen und zwischen ihnen befindet sich das Kohlenstoffatom.
Das sind die physikalischen Eigenschaften von CO2:
- CO2 ist bei Raumtemperatur ein farb- und geruchloses Gas. Bei minus 78 Grad Celsius geht es direkt vom gasförmigen in den festen Zustand über.
- CO2 brennt nicht.
- CO2 wiegt etwa das 1,5-fache von Luft.
In Wasser aufgelöst bildet Kohlendioxid die sogenannte Kohlensäure.
CO2 kommt in verschiedenen Bereichen zum Einsatz, beispielsweise als Kühlmittel, Feuerlöschmittel und als Druckgas in Gasflaschen. Durch das Ein- und Ausatmen gelangt CO2 in den Blutkreislauf. Im Blut wandelt der Körper CO2 in Kohlensäure um. Diese hat die lebenswichtige Aufgabe, den pH-Wert des Blutes konstant zu halten.
Wie entsteht CO2?
In erster Linie entsteht CO2, wenn organische Materialien verbrennen. Woran das liegt, lässt sich leicht erklären: Organische Materialien enthalten Kohlenstoff (C) und an Verbrennungsvorgängen ist üblicherweise Sauerstoff (O2) beteiligt. Zusammen ergibt das CO2.
Im Jahr 2022 war einer Statistik zufolge weltweit der grösste Verursacher für den Ausstoss von CO2 die Energieindustrie, gefolgt vom Transport-Sektor und der industriellen Verbrennung.
Darüber hinaus entsteht CO2 bei verschiedenen chemischen Prozessen, zum Beispiel bei der alkoholischen Gärung. Auch der menschliche Körper produziert CO2, das über die Atemluft in die Atmosphäre gelangt.
Was ist CO2? Ein Treibhausgas
CO2 gelangt also auf unterschiedlichen Wegen in die Atmosphäre. Laut dem Max-Planck-Institut besteht diese etwa zu 0,03 Prozent aus Kohlendioxid. Das klingt nach nicht besonders viel – trotzdem spielt CO2 vor allem beim Klimawandel eine sehr grosse Rolle, denn CO2 ist ein Treibhausgas.
Was bedeutet das? Wärmestrahlung prallt von der Sonne aus auf die Erde. Die Erde reflektiert die Strahlung, die in der Atmosphäre von den Treibhausgasen absorbiert und in alle Richtungen wieder abgegeben werden. Ein Teil der Wärmestrahlung gelangt zurück auf die Erde und sorgt dafür, dass diese sich erwärmt. Wenn es keinen Treibhauseffekt gäbe, könnten wir auf der Erde gar nicht leben, weil es viel zu kalt wäre. Der natürliche Treibhauseffekt sorgt für eine angenehme Durchschnittstemperatur von etwa 15 Grad Celsius.
Warum ist CO2 ein Treibhausgas? CO2-Moleküle können auf verschiedene Weisen zum Schwingen angeregt werden. Dafür brauchen sie eine ganz bestimmte Energie – zufällig liegt diese genau in dem Energiebereich von Wärmestrahlung. Genau genommen braucht CO2 Strahlung mit Wellenlängen von vier oder 15 Mikrometern. Trifft eine solche Strahlung auf ein CO2-Molekül, wird dieses zum Schwingen angeregt. Nach einer Weile "beruhigt" es sich wieder und strahlt die überschüssige Energie in alle Richtungen ab. Du kannst dir CO2 als eine Art Antenne vorstellen.
Wenn wir fossile Brennstoffe verbrennen, steigt der CO2-Gehalt in der Atmosphäre und folglich verstärkt sich der Treibhauseffekt. Mehr Wärmestrahlung geht zur Erde zurück und die Erde erwärmt sich. Das bezeichnen wir als Klimawandel beziehungsweise Klimakrise.
Tipp: Mehr über den Treibhauseffekt und die relevanten Treibhausgase erfährst du hier: Treibhauseffekt: Diese Treibhausgase begünstigen den Klimawandel.
CO2: Abbau und Speicherung
CO2 bleibt nicht für immer in der Atmosphäre. Verschiedene Prozesse sorgen dafür, dass das Gas umgewandelt oder irgendwo gespeichert wird. Das sind die wichtigsten:
- Fotosynthese: Pflanzen nutzen den Kohlenstoff von CO2 zur Energiegewinnung und geben den Sauerstoff wieder ab.
- Ozeane nehmen CO2 in Form von Kohlensäure auf.
- Böden lagern CO2 ein. Ein bekanntes Beispiel für CO2-Speicher sind Permafrostböden.
Tipp: Lies hier mehr über die wichtigsten Kohlenstoffspeicher.
Wie lange ein CO2-Molekül in der Atmosphäre bleibt, ist schwer zu messen – die Verweildauer hängt sehr stark davon ab, wie das Molekül abgebaut wird. Laut dem Umweltbundesamt kann CO2 jedoch bis zu 1.000 Jahre in der Atmosphäre verweilen.
So kannst du CO2 sparen
Zum Schluss noch ein paar Tipps, wie du deinen CO2-Ausstoss senken kannst, um dem Klima zu helfen:
- Beziehe Ökostrom, zum Beispiel aus Wind- oder Sonnenenergie. Im Gegensatz zu Kohlestrom verursacht Strom aus erneuerbaren Energien viel weniger CO2-Emissionen.
- Ernähre dich überwiegend pflanzlich. Die meisten pflanzlichen Produkte haben eine wesentlich bessere Ökobilanz als tierische Produkte. Mehr dazu hier: Studie: So viel Treibhausgas sparen Veganer:innen ein.
- Gehe zu Fuss, fahre Rad und benutze öffentliche Verkehrsmittel. Vermeide insbesondere klimaschädliche Flüge und Kreuzfahrten.
Tipp: Mithilfe von CO2-Rechnern kannst du deinen eigenen CO2-Fussabdruck ermitteln.
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Überarbeitet von Nora Braatz © UTOPIA
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