STANOWISKO NAUKI

Oddychanie żywych organizmów – w tym ludzi – nie stanowi problemu z punktu widzenia ochrony klimatu.

Wydychając dwutlenek węgla, po prostu oddajemy do cyklu węglowego ten sam węgiel, który w procesie fotosyntezy pochłonęły zjedzone przez nas (lub zwierzęta, które zjadamy) 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.

MIT

Niedługo zakażą nam oddychać, bo przecież miliardy osób na Ziemi codziennie wydychają duże ilości CO2.

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

UWAGA: Ten artykuł został opublikowany w roku 2013 i nie był aktualizowany. W niektórych przypadkach mogą być dostępne nowsze dane liczbowe.

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

Fajnie, że tu jesteś. Mamy nadzieję, że nasz artykuł pomógł Ci poszerzyć lub ugruntować wiedzę.

Nie wiem, czy wiesz, ale naukaoklimacie.pl to projekt non-profit. Tworzymy go my, czyli ludzie, którzy chcą dzielić się wiedzą i pomagać w zrozumieniu zmian klimatu. Taki projekt to dla nas duża radość i satysfakcja. Ale też regularne koszty. Jeśli chcesz pomóc w utrzymaniu i rozwoju strony, przekaż nam darowiznę w dowolnej wysokości