CO₂-Themen im Überblick

Unterschied C, CO und CO₂

Kohlenstoff, C, wird auch das Atom des Lebens genannt. Es ist in der DNA, in der Hälfte unserer Lebens­mittel – die Chemie kennt auf der Welt 200.000 Ver­bindungen ohne Kohlen­stoff und 20 Millionen mit. Es kommt in vielen Verbindungen (u.a. häufig als CO₂) vor und übernimmt mehrere Funktionen: Erzeugung von Wärme und Strom, Hilfs­mittel in der Prozess­technik (z. B. in der Stahl­her­stellung), Grund­stoff zur Her­stellung von Produkten wie bspw. Arznei­mitteln oder Kunst­stoffen. 

Kohlen­stoff­dioxid, CO₂, kommt von Natur aus zu einem Anteil von 0,038 % in der Luft vor. CO₂ absorbiert einen Teil der von der Erde ab­ge­gebenen Wärme und strahlt diese zurück auf die Erde, weshalb es zu den Treib­haus­gasen zählt. Es ist ein un­giftiges, weder brenn­bares noch explosives Gas und ein natürliches Neben­­produkt der Zell­­atmung vieler Lebe­­wesen. CO₂ wird ebenso beim Zer­fall toter Orga­nismen frei oder durch natürliche CO₂-Quellen, wie z. B. Vulkan­gase. Es entsteht aber auch bei der Ver­brennung von Holz, Kohle, Öl oder Gas, durch den darin ent­haltenen Kohlenstoff (C), der sich mit dem Sauerstoff (O₂) verbindet. 

Kohlenstoffmonoxid, CO, ist ein brennbares, giftiges Gas. Im Gegen­satz zu CO₂ kommt CO nicht natürlich in der Atmo­sphäre vor. Es entsteht durch die unvoll­ständige Verbrennung von Kohle, Erdgas oder Öl. Ein geringer Sauer­stoff­gehalt und niedrige Temperaturen führen bei der Verbrennung zur Bildung von Kohlen­monoxid, jedoch kann es unter genügend Sauer­stoff­zufuhr weiter zu CO₂ verbrannt werden. 

Unvermeidbares CO₂

Prozessbedingte CO₂-Mengen kommen durch die Reaktion selbst und nicht durch den Einsatz der für den Prozess benötigten Energie zustande. In der Industrie gelten diese als unvermeidbar, sofern deren Entstehung trotz Optimierung des Produktions­verfahrens oder des Produktes nicht vermieden werden kann. Dies ist der Fall, wenn keine alter­nativen Prozesse und keine alter­nativen Produkte oder Ressourcen in aus­reichen­dem Maße für denselben Anwendungs­fall verfügbar sind.

Dazu zählen derzeit beispielsweise prozess­bedingte CO₂-Mengen aus der Glas­her­stellung, der Chemie­industrie, der Kalk- und Zement­produktion und den Elektro­licht­bogen­öfen in der Stahl­branche.

Grünes bzw. biogenes CO₂

Biogenes CO₂ wird aus der Verbrennung oder Vergärung von Bio­masse (biologischem Material, welches aus Kohlen­stoff, Wasser­stoff und Sauer­stoff besteht), wie z. B. Holz oder Lebensmittelresten, gewonnen. Die Ver­brennung von Bio­masse führt zu Emissionen, die als CO₂-neutral angesehen werden, weil der Kohlen­stoff aus einem neutralen CO₂-Kreislauf entsteht. Bäume beispiels­weise binden beim Wachsen CO₂ aus der Luft, wird das Holz verbrannt, gelangt es wieder in die Luft. Die Gesamt­menge an CO₂ in der Atmo­sphäre bleibt in diesem Fall die gleiche. Die Nutzung von biogenem CO₂ ist unter den gleichen Umständen klima­neutral wie die Ver­wertung von Biomasse. 

Graues bzw. fossiles CO₂

Fossiles CO₂ entsteht bei der Nutzung fossiler Kohlen­stoffe (z. B. Kohle oder Kalk). Die Verwendung von fossilem CO₂ zur Herstellung von Produkten, in welchen der Kohlen­stoff nicht permanent chemisch gebunden ist (sog. langlebigen Produkten), ist somit nicht klima­neutral. Denn das CO₂ entweicht in die Atmo­sphäre und trägt zum Klima­wandel bei. Hier ist eine sinn­volle Kreis­lauf­wirt­schaft umso wichtiger, um den weiteren Einsatz konven­tioneller fossiler Kohlen­stoffe zu reduzieren.