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Was ist eigentlich CO2? Definition, Entstehung & Einfluss aufs Klima

Klima­schutz, Klima­wandel, Treibhaus­effekt – in all diesen Themen spielt ein Begriff eine zentrale Rolle: Kohlen­stoff­dioxid, kurz Kohlen­dioxid oder ganz kurz CO2. Doch wie kann ein Gas Einfluss auf unser Klima haben? Und was genau steckt über­haupt hinter dem Begriff Treib­haus­effekt?

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Kraftwerk mit Rauchschwaden(c) iStock/MichaelUtech

CO2 ist die chemische Summen­formel für das aus Kohlen­stoff und Sauer­stoff bestehende Molekül Kohlen­stoff­dioxid, auch als Kohlen­dioxid bekannt. Das Gas Kohlen­stoff­dioxid ist farblos, gut in Wasser löslich, nicht brennbar, geruch­los und ungiftig. Es ist neben Stick­stoff, Sauer­stoff und sogenannten Edel­gasen ein natür­licher Bestand­teil der Luft und ist eines der bedeutendsten Treib­haus­gase.

CO2 macht mit nur etwa 0,038 Prozent einen geringen Teil der Luft aus. Es hat aber in seiner Funktion als Treib­haus­gas eine ent­scheidende Rolle für unser Klima: CO2 absorbiert einen Teil der von der Erde in das Welt­all abgegebenen Wärme und strahlt diese zurück auf die Erde. Durch diesen natürlichen Treib­haus­effekt entsteht auf der Erde das uns bekannte gemäßigte Klima, welches Flora und Fauna gedeihen lässt.

Entstehung, Abbau und Speichern von CO2

Kohlen­stoff­dioxid kommt natürlich und in großen Mengen in der Erd­atmosphäre vor. Es ist ein natürliches Neben­produkt der Zell­atmung vieler Lebe­wesen und entsteht zudem bei der Verbrennung von Holz, Kohle, Öl oder Gas. Auch beim Zer­fall toter Organismen oder durch natürliche CO2-Quellen, wie beispiels­weise Vulkan­gase, wird Kohlen­stoff­dioxid frei.

Einmal in die Atmosphäre ab­gesondert, baut sich CO2 im Gegen­satz zu anderen Stoffen nicht selbst ab. Im Zuge des sogenannten Kohlen­stoff­kreis­laufs wird frei­gesetztes CO2 entweder durch Gewässer physikalisch gespeichert oder durch Grün­pflanzen im Zuge der Photo­synthese abge­baut. Dabei wird mit Hilfe von Sonnen­licht Kohlen­stoff­dioxid in Glucose (als kohlen­hydrat­haltige Bio­masse ein Grund­stoff für alle Organismen) und Sauer­stoff umge­wandelt. Der Sauer­stoff wird an die Umgebung ab­gegeben. Diese natürlichen Kohlen­stoff­dioxid­speicher werden auch „Kohlen­stoff­senken“ genannt.

Welchen Effekt hat CO2 auf das Klima?

Nicht nur natürliche Prozesse setzen CO2 frei, sondern vor allem der Mensch hinter­lässt einen großen CO2-Fuß­abdruck auf der Erde. Durch die Verbrennung von Kohle, Erdöl oder Erdgas in der Industrie oder beim Heizen wird seit dem Beginn der Industri­alisierung weltweit immer mehr Kohlen­stoff­dioxid frei­gesetzt. Allein seit Mitte des 20. Jahr­hundert hat sich der globale Kohlen­dioxid-Anstieg fast ver­vier­facht (Quelle: Umweltbundesamt). Was bedeutet das für unser Klima?

Die natürlichen Kohle­stoff­senken sind nicht in der Lage, das durch den Menschen zusätz­lich ver­ursachte CO2 gänzlich zu binden oder umzu­wandeln. In der Folge steigt die Sättigung der Atmosphäre mit Kohlen­stoff­dioxid. Die erste Messung der CO2-Dichte in der Luft wurde im Jahr 1958 von dem 2005 ver­storbenen Wissen­schaftler Charles David Keeling an einer eigens ein­gerichteten Mess­station in Hawaii durch­geführt. Seitdem sind einige Mess­stationen dazu gekommen und das Ergebnis ist ein­deutig: Die Anreicherung der Atmosphäre mit Kohlen­stoff­dioxid nimmt jährlich zu.

Vergleich von Werten ver­schiedener CO2-Mess­stationen von 1958 bis 2018

Durch den Anstieg der CO2-Teilchen in der Atmo­sphäre kann immer weniger der von der Erde abge­strahlten Wärme ins Welt­all ent­weichen. Die Konse­quenzen: Das Erd­klima erwärmt sich, die Pol­kappen und Gletscher schmelzen ab und der Wasser­spiegel der Ozeane erhöht sich. Die Klima­ver­änderungen führen wahr­schein­lich außerdem zur Zunahme extremer Wetter­phänomene, wie Hitze­wellen oder Dürren. Die Abholzung der Regen­wälder und die langsame Erwärmung der Ozeane führen außer­dem dazu, dass noch weniger CO2 aus der Atmo­sphäre gebunden werden kann.

Die langsame Erwärmung der Erd­temperatur hat große Aus­wirkungen auf die Lebens­bedingungen von Mensch, Tier und Pflanzen­welt. Gerade in den äquator­nahen und oft zu den Entwicklungs­ländern gehörenden Gebieten sorgen Dürren oder Über­schwemmungen für den Aus­fall lebens­wichtiger Ernten. Anderen­orts sind durch den Anstieg des Meeres­spiegels ganze Insel­staaten vom Unter­gang bedroht. Mehr Infor­mationen zu den Folgen des Klima­wandels finden Sie in unseren Artikeln „Klima­wandel regional und global” und „Klimaw­andel: Folgen für Deutsch­land”.

Warum ist immer nur die Rede von CO2?

Kohlenstoffdioxid oder Kohlendioxid (oder eben kurz CO2) ist das wichtigste und bekannteste Treibhausgas. Es ist allerdings nicht das einzige. Zum Beispiel sind auch Methan (CH4), Lachgas (N2O) oder F-Gase (fluorierte Treibhausgase) bedeutende Treibhausgase. Alle haben jedoch eine unterschiedliche Klimaschädlichkeit oder Klimawirksamkeit. Um diese Wirkung vergleichen zu können, werden alle Treibhausgase in CO2-Äquivalente (CO2eq oder auch CO2e oder CO2-e) umgerechnet:

  • CO2: 1 CO2eq
  • Methan: 28 CO2eq
  • Lachgas: 265 CO2eq
  • F-Gase: 100–24.000 CO2eq

So lassen sich Treibhausgase auch einfacher zusammenfassen, um nicht alle einzeln aufzählen zu müssen. Ein Beispiel: Bei einem Flug wird nicht nur CO2 freigesetzt, sondern auch klimawirksamer Wasserdampf und Ozon. Zusammengefasst wird daraus eine bestimmte Menge CO2eq. Wenn die Rede von CO2 oder CO2-Emissionen ist, sind also oft CO2-Äquivalente gemeint.

Klima schützen – aber wie?

Da der Treibhaus­effekt mittler­weile hin­reichend durch wissen­schaftliche Studien belegt ist, versuchen Politik und Industrie seit einigen Jahren, dem Klima­wandel entgegen­zusteuern. Inter­national sind sich fast alle Staaten der Welt einig, dass der CO2-Austoß welt­weit massiv zurück­gehen muss. Nur so lässt sich die globale Erd­erwärmung auf das über­schaubare Maß von maximal zwei Grad Celsius begrenzen. Um dieses Ziel zu erreichen, beraten die Staats­chef fast aller Welt­staaten im Rahmen der Vertrags­staaten­konferenzen (COP) über neue Strategien und Ver­pflichtungen zum Klima­schutz. Deutsch­land nimmt in diesem Prozess, vor allem bei der Um­stellung auf erneuer­bare Energien und in den Anforderungen an eine energie­effiziente Industrie, eine Vor­reiter­rolle ein.

Doch auch Privat­personen können mit ihren Entscheidungen für mehr Energie­effizienz zu Hause viel CO2  einsparen und so das Klima schützen. Um Haus­besitzer und Mieter in diesem Bemühen zu unter­stützen, bietet co2online ver­schiedene Energiespar­Checks für alle Haus­halts­bereiche an. Außerdem informieren unsere Themen­dossiers darüber, wie Sie durch ener­getisches Sanieren und Bauen oder mit einfachen Tipps Energie sparen – und so die CO2-Emissionen ver­ringern. Unsere Tipps zu staat­lichen Förder­mitteln helfen beim energie­effizienten Bauen. Unser Dossier Klima schützen informiert Sie rund um alle weiteren Möglichkeiten, CO2 einzusparen. Unser Newsletter hält Sie in Sachen Klima­schutz auf dem Laufenden.

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