Koolzuur of CO2: een veelzijdig en nuttig gas

Een stelling dat CO2 een nuttig gas is, schreeuwt natuurlijk om een verklaring. CO2 is toch onze vijand, schadelijk voor het milieu? Hoe kan dit dan nuttig zijn? En is koolzuur hetzelfde als CO2? In dit artikel leggen we je uit wat koolzuur of CO2 nou eigenlijk is, waar komt het vandaan en waar wordt het voor gebruikt. Het artikel is onderdeel van een serie waarin we, zonder voorbij te gaan aan de schadelijke aspecten voor de natuur, de veiligheid en de voorschriften, je laten zien hoe koolzuur of CO2 een waardevolle grondstof is voor veel verschillende (productie-) processen. Best nuttig voor de verandering.

Strikt genomen zijn koolzuur en CO2 niet hetzelfde. Toch wordt het vaak door elkaar gebruikt. In de scheikunde wordt onderscheid gemaakt tussen koolzuurgas en koolzuur. Koolzuurgas is een gas dat bestaat uit een verbinding van koolstof en zuurstof (koolstofdioxide = CO2) en koolzuur is een verbinding van water en koolstofdioxide (H2CO3). Koolzuurgas vermengd met water of waterdamp maakt koolzuur. In de volksmond is koolzuur echter een containerbegrip dat verwijst naar koolzuurgas (CO2).

Wanneer we spreken over de eigenschappen van CO2 hebben we te maken met zowel chemische eigenschappen als ook fysiologische eigenschappen en de ecologische impact. Chemisch is koolzuurgas is een inert gas. Kleurloos, geurloos en niet brandbaar. De verschijningsvormen van CO2 zijn gas, vast en vloeibaar. Dit is afhankelijk van de temperatuur en druk. Bij afkoeling tot -78°C gaat koolzuurgas over in een vaste vorm: droogijs of koolzuursneeuw genaamd. Bij een normale luchtdruk smelt droogijs niet wanneer het verwarmd wordt maar verdampt het direct naar gas. Het wordt pas vloeibaar wanneer bij een temperatuur van 15°C de druk hoger is dan 50 bar. Vanuit fysiologisch standpunt is het van belang te weten dat CO2 van nature in beperkte hoeveelheid aanwezig in de atmosfeer (0,04%). Het is een onderdeel van een het normale stofwisselingsproces in het menselijk lichaam, reguleert de ademhaling, bloedsomloop etc. Omdat koolzuurgas een inert gas is, verdringt het zuurstof en heeft het een verstikkende werking. Een verhoogde koolzuurgasconcentratie kan gevaarlijk zijn voor de gezondheid. Reden waarom voor vervoer, opslag etc. strenge veiligheidsvoorschriften gelden. Dat wat iedereen echter het meest bezig houdt, is de ecologische impact van CO2. Hier zitten duidelijk twee kanten aan. Zo ontstaat CO2 bij een aantal natuurlijke processen op aarde, zoals o.a. vulkaanuitbarstingen, vertering van vegetatie in oerwouden en mangroven, savanne- en bosbranden en de CO2 uitwisseling met oceanen. CO2 zorgt ervoor dat planten kunnen groeien en is daarmee een voorwaarde voor leven op aarde. De keerzijde is dat een snelle manier van CO2 produceren het verbranden van houtskool of fossiele brandstoffen is. De CO2 uitstoot die de mens op deze manier toevoegt aan de natuurlijke kringloop wordt slechts voor 30% gecompenseerd door opname in diep water. De rest leidt onvermijdelijk tot een stijging van de concentratie CO2 in de lucht (broeikaseffect).

Voor industrieel gebruik wordt een klein deel CO2 gewonnen uit natuurlijke bronnen, voornamelijk in vulkanische gebieden. Het grootste deel wordt ‘afgevangen’ van de menselijke CO2-uitstoot en is een nevenproduct uit (bio-) chemische processen. Grote hoeveelheden koolzuurgas ontstaan bij ‘Steam-Reforming’ een basisproces voor de waterstofproductie, bij kunstmatige gaswinning, bij de productie van ethyleenoxide, ammoniak en andere chemische grondstoffen. De zo gewonnen CO2 kent vele uiteenlopende aanwendingen.