Mit: Oddychanie powoduje wielkie emisje CO2

Hmmm, tak, tak, za zwiększoną produkcję CO2 odpowiada człowiek. Tyle, że nie mam na myśli CO2, które jest wynikiem działalności gospodarczej ludzi. Chodzi o człowieka. Ponoć przemysł, transport i ogrzewanie produkuje łącznie ok. 25 miliardów ton CO2. A ile dostarcza konkretnie sam człowiek jako „ludź” ? Ano można policzyć: (...) Człowiek robi rocznie 10.512.000 oddechów po 0,7 dcm3 co daje 7.358,4 m3/rok wydychanego powietrza. Dalej to jest 309,05 m3/rok czystego CO2. Uwzględniając gęstość gazu otrzymujemy wynik ciężaru wydychanego przez człowieka dwutlenku węgla na 605,74 kg/rok. Zakładając ilość ludzi na Ziemi 6,7 miliarda otrzymujemy ilość CO2 wydychanego przez całą ludzkość na 4,058481369 mld. ton. Nieźle. (...)” (citisus, salon24)

Wydychając dwutlenek węgla, po prostu oddajemy do cyklu węglowego ten sam węgiel, który w procesie fotosyntezy pochłonęły zjedzone przez nas rośliny (jeśli nie jesteśmy wegetarianami, dochodzi pośrednictwo zjedzonych przez nas zwierząt, które wcześniej zjadły rośliny). Ten proces nie zmienia ilości węgla w cyklu węglowym. Natomiast spalanie paliw kopalnych to dodawanie do cyklu węglowego nowego węgla (a precyzyjniej, węgla wycofanego z cyklu przed milionami lat), co zaburza naturalny przebieg cyklu i powoduje wzrost koncentracji atmosferycznego CO2.

Naturalna emisja CO2

Każdy człowiek w ciągu doby emituje ok. 1kg CO2. Zdjęcie dzięki uprzejmości army.mil

Węgiel krąży w przyrodzie między wielkimi zbiornikami: biosferą, glebą, skałami, wodami, atmosferą Ziemi i osadami (w tym paliwami kopalnymi).

Cykl węglowy

Rysunek 1. Cykl węglowy. Ilości węgla w poszczególnych „rezerwuarach” oraz roczne przepływy są podane w miliardach ton węgla (czyli w gigatonach GtC). Uwaga: wartości dotyczą węgla, aby przeliczyć je na ilości CO2, należy je przemnożyć przez 3,66 (stosunek masy molowej CO2 - 44g/mol i węgla - 12g/mol). Źródło: The Carbon Cycle, Earth Observatory, NASA, The Carbon Cycle, Earth Observatory, NASA 2011, Global Carbon Dioxide Emissions from Fossil-Fuel Combustion and Cement Manufacture, CDIAC. Na wykresie została zaktualizowana ilość emisji antropogenicznych, która od czasu wykonania analizy w latach 90-tych XX wieku wzrosła z 5,5 do 9 mld ton (a właściwie już do 10 mld ton).

W naturze emisje i pochłanianie równoważą się, choć bardzo niewielki ułamek pochłoniętego przez przyrodę węgla zamienia się w paliwa kopalne i odkłada w skałach. Człowiek jest elementem biosfery, więc jego „biologiczne” emisje są elementem cyklu węglowego. Rośliny pobierają węgiel pod postacią atmosferycznego CO2. Człowiek zjadając rośliny (i roślinożerne zwierzęta), pobiera węgiel pod postacią węglowodanów. Potem wydycha węgiel pod postacią CO2. Jaki jest bilans całej tej operacji? ZERO.

Z paliwami kopalnymi jest inaczej. Natura gromadziła je pod ziemią przez dziesiątki i setki milionów lat. Teraz my błyskawicznie je spalamy, uwalniając do atmosfery zawarty w nich węgiel. To tak jakby ktoś długo zbierał wodę w sztucznym zbiorniku, a potem wysadził tamę. Dziś emisje ze spalania węgla, ropy czy gazu wynoszą już 35 mld ton rocznie. 7 miliardów ludzi wydycha zaledwie ok. 2,5 mld ton CO2/rok.

W paliwach kopalnych jest więcej węgla, niż w atmosferze, glebach, roślinności i powierzchniowych warstwach oceanu łącznie. Spalenie tych zasobów drastycznie zwiększy ilość węgla krążącego w cyklu węglowym.

Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Skrót na podstawie wersji pełnej: Marta Śmigowska

Chcesz dowiedzieć się więcej? Zobacz wyjaśnienie pełne.

Wydychając dwutlenek węgla, po prostu oddajemy do cyklu węglowego ten sam węgiel, który w procesie fotosyntezy pochłonęły zjedzone przez nas rośliny (jeśli nie jesteśmy wegetarianami, dochodzi pośrednictwo zjedzonych przez nas zwierząt, które wcześniej zjadły rośliny). Ten proces nie zmienia ilości węgla w cyklu węglowym. Natomiast spalanie paliw kopalnych to dodawanie do cyklu węglowego nowego węgla (a precyzyjniej, węgla wycofanego z cyklu przed milionami lat), co zaburza naturalny przebieg cyklu i powoduje wzrost koncentracji atmosferycznego CO2.

Naturalna emisja CO2

Każdy człowiek w ciągu doby emituje ok. 1kg CO2. Zdjęcie dzięki uprzejmości army.mil

Człowiek wydycha w ciągu doby około 1 kg CO2. Sceptycy zmiany klimatu zauważają w związku z tym, że sami Chińczycy wydychają więcej CO2, niż emitują wszystkie polskie elektrownie, samochody i fabryki. Liczby się zgadzają – polskie emisje ze spalania paliw kopalnych są rzędu 330 mln ton rocznie, podczas gdy Chińczycy w tym czasie wydychają ponad 490 mln ton. Stąd już tylko krok do twierdzenia, że emisje z paliw kopalnych nie są istotne i że nie warto ich ograniczać.

Są dwa błędy w tym rozumowaniu. Po pierwsze emisje związane z naszym oddychaniem są relatywnie niewielkie. 7 miliardów żyjących na świecie ludzi wydycha rocznie około 2,5 mld ton CO2. Odpowiada to 7% emisji CO2 ze spalania paliw kopalnych, wynoszącej 35 mld ton rocznie. Można to zilustrować w ten sposób:

  •  człowiek w ciągu godziny wydycha 0,041 kg CO2
  • kierowca spalającego 8 litrów benzyny na 100 km samochodu, jadący 100 km/h, w tym samym czasie wyemituje 18 kg CO2
  • na pasażera samolotu przypadać będzie emisja rzędu 200 kg CO2 (z samego spalania paliwa, pomijając budowę samolotu, utrzymanie infrastruktury lotniczej i silniejszy wpływ gazów cieplarnianych emitowanych na dużych wysokościach, co łącznie przekłada się na 3-krotnie silniejszy wpływ ocieplający, niż wynikałoby z samych emisji CO2 ze spalania paliwa).

Nie to jest jednak kluczowe – decydująca jest różnica w pochodzeniu dwutlenku węgla ze spalania paliw kopalnych i z naszego oddychania. Węgiel krąży w przyrodzie między wielkimi zbiornikami: biosferą, glebą, skałami, wodami, atmosferą Ziemi i osadami (w tym paliwami kopalnymi).

Cykl węglowy

Rysunek 1. Cykl węglowy. Ilości węgla w poszczególnych „rezerwuarach” oraz roczne przepływy są podane w miliardach ton węgla (czyli w gigatonach GtC). Uwaga: wartości dotyczą węgla, aby przeliczyć je na ilości CO2, należy je przemnożyć przez 3,66 (stosunek masy molowej CO2 - 44g/mol i węgla - 12g/mol). Źródło: The Carbon Cycle, Earth Observatory, NASA, The Carbon Cycle, Earth Observatory, NASA 2011, Global Carbon Dioxide Emissions from Fossil-Fuel Combustion and Cement Manufacture, CDIAC. Na wykresie została zaktualizowana ilość emisji antropogenicznych, która od czasu wykonania analizy w latach 90-tych XX wieku wzrosła z 5,5 do 9 mld ton (a właściwie już do 10 mld ton).

Sumaryczna ilość węgla krążącego w tym cyklu węglowym nie zmienia się w krótkich (z geologicznego punktu widzenia) skalach czasowych. W naturze emisje i pochłanianie równoważą się – z oceanów do atmosfery trafia około 90 mld ton, ale tyle też pochłaniają oceany, zaś 60 mld ton emisji z roślin oraz 60 mld ton z gleby odpowiada 122 mld ton pochła¬nianym w procesie fotosyntezy (nadwyżki pochłaniania nad emisją związane są z tym, że oceany i roślinność dodatkowo pochłaniają mniej więcej połowę naszych emisji). Tylko bardzo niewielki ułamek pochłoniętego przez przyrodę węgla zamienia się w paliwa kopalne i odkłada w skałach.

Większość z nas dowiedziała się w szkole następującej prawdy: wdychamy tlen, a wydychamy dwutlenek węgla. Dokładniej rzecz biorąc, mitochondria w naszych komórkach prowadzą proces oddychania komórkowego: wdychany tlen wykorzystują do spalania węglowodanów (np. glukozy, uwzględnionej w poniższych wyliczeniach); w ten sposób wytwarzają wodę i energię, zasilające nasze procesy życiowe oraz odpad w postaci dwutlenku węgla.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia

węglowodany + tlen → dwutlenek węgla + woda + energia

Skąd Chińczyk wziął węgiel, który wydycha z dwutlenkiem węgla? Z jedzenia – z rośliny, którą zjadł (albo ze zwierzaka, który zjadł roślinę). Skąd ten węgiel wzięła roślina? Pobrała go z atmosfery, wykorzystując CO2 w procesie fotosyntezy, co można zapisać równaniem odwrotnym od przedstawionego powyżej.

Cały węgiel w naszych ciałach pośrednio lub bezpośrednio pochodzi od roślin, które wcześniej pobrały dwutlenek węgla z powietrza. Można to zilustrować następująco:

Cykl węglowy

Rysunek 2. Schemat fragmentu cyklu węglowego związany z oddychaniem zwierząt i roślin i zjadaniem pokarmu.

A więc węgiel z atmosfery trafił do rośliny, potem do Chińczyka, a na koniec powrócił do atmosfery, gdzie był na samym początku. Jaki jest bilans całej tej operacji? ZERO.

Z paliwami kopalnymi jest inaczej. Natura gromadziła je pod ziemią przez dzie¬siątki i setki milionów lat, a my teraz błyskawicznie wydobywamy je i spalamy, przez co zawarty w nich węgiel, pod postacią CO2, trafia do atmosfery. To tak jakby ktoś długo zbierał wodę w sztucznym zbiorniku, a potem spuścił ją gwałtownie, wysadzając w powietrze tamę.

W paliwach kopalnych jest kilka tysięcy miliardów ton węgla. To więcej niż w atmosferze, glebach, roślinności i powierzchniowych warstwach oceanu łącznie. Jeśli spalimy całość (lub choćby tylko znaczący procent) paliw kopalnych, drastycznie zwiększymy ilość węgla krążącego w cyklu węglowym.

Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Opublikowano: 2013-11-28 12:20
Tagi

dwutlenek węgla mit o klimacie

Fundacja UW
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.