CO2, Bloeikasgas?


Donderdag, 3 november 2019

Over CO2 als broeikasg... ooops, bloeikasgas.

De moleculaire massa van CO2 is 44 g/mol, de moleculaire massa van lucht is 29 g/mol. Dat betekent dat CO2 ca. 35% zwaarder is dan lucht. De atmosfeer bevat ca 0,0407 volume% CO2. Omdat het in beide gevallen om gassen gaat en deze door o.a. de wind in turbulentie komen, zal CO2, met name door de hoge moleculaiere massa, zich diffuus in de onderste atmosferische laag (troposfeer) blijven bevinden.

In rust zakt CO2 naar de laagste honderden meters. Dit betekent ook dat CO2 met geen mogelijkheid door de tropopauze, de stabiele scheiding tussen troposfeer op ca. 18km hoogte,  en de hoger gelegen stratosfeer kan stijgen. Daar komt ook de lucht niet aan toe. Ter illustratie: boven de circa 6km is de lucht dermate ijl (mag je het nog lucht noemen?) dat je er zonder adeqaute hulpmiddelen niet kunt overleven. Broeikasgassen hopen zich zo rond de 45-50 km boven de aardoppervlakte op en kunnen een isolatielaag vormen die de aardwarmte enigzins vasthoudt. Dat wil zeggen, de warmte van de aarde terug reflecteert naar de begane grond. Maar CO2 kan door de hoge moleculaire massa en de stabiele tropopauze nooit op die hoogte komen! En dan...

...nog iets: een CO2 molecuul bevat 1 (C)koolstof- en 2 (O)zuurstof atomen. Bij instraling van infrarood energie (zonnewarmte) absobeert het molecuul die warmte, waardoor het koolstof atoom kort in trilling komt. Daarna geeft het molecuul de infrarood energie weer af in een iets gewijzigde richting ten opzichte van de invalshoek. Dat betekent dat het CO2 molecuul IR-energie opneemt, daarvan iets verbruikt, en de resterende IR-energie weer afgeeft. Met andere woorden: CO2 zou door de eigen energieconsumptie eerder enige afkoeling dan opwarming leveren. Maar dat scoort geen €'s bij allerlei lieden en bedrijven die zich rijk rekenen (en worden) door subsidies die, via de E- en G-meters, door Jan met de Pet opgehoest moeten worden.

Waarom is CO2 een 'bloeikasgas'?

Zonder CO2 groeit en bloeit er niets. Elk groen blad, elke grasspriet, etc. zet door fotosynthese licht om in energie. Normaalgesproken is dat zonlicht, maar in bijvoorbeeld de glastuinbouw wordt daarvoor assimilatiebelichting gebruikt. Al het groen bevat cellen met fotosynthetisch pigment, waardoor lichtenergie omgezet wordt in chemische energie. Deze chemische energie zet CO2 (koolstofdioxide) en H2O (water) om in suikers (glucose). Daarbij komt uit het watermolecuul O2 (zuurstof) vrij. Deze suikers zijn de voedingsstoffen voor alles wat groeit en bloeit.

CO2 is dus 'brood'nodig voor alles wat groeit en bloeit. De glastuinbouw gebruikt dat principe daarom ook als groeiversneller. In de kassen wordt het CO2 gehalte kunstmatig verhoogd tot circa 1000ppm, dat is circa 2,5 maal zoveel ten opzichte van de buitenlucht. Daardoor groeien planten en vruchten, in combinatie met assimilatiebelichting en de juiste temperatuur sneller. Met andere woorden, als je voedsel wilt produceren heb je in ieder geval CO2 en warmte nodig.

Stel je voor dat er wereldwijd voedsel gegroeid kan worrden...