Nezatracujme oxid uhličitý

V posledních letech je veřejnost utvrzována v názoru, že oxid uhličitý představuje největšího nepřítele lidstva a že je tedy proti němu třeba bojovat všemi prostředky a bez ohledu na náklady. Hlavní argument je nasnadě – oxid uhličitý vytváří skleníkový efekt, díky němuž se planeta přehřívá a který hrozí katastrofálními následky. Boj s oxidem uhličitým již začíná ohrožovat ekonomiku, a proto stojí za to se zamyslet. Za to stojí si současně uvědomit, že bez toho plynu bychom pěkně prokřehli.

Co je zač
Oxid uhličitý je tříatomový plyn s molární hmotností 44 kg/kmol. Je velice stálý, snadno se rozpouští ve vodě a není toxický. Představuje konečný produkt oxidace uhlíku, který je spolu s vodíkem základní složkou živé hmoty. Je přirozenou součástí atmosféry, kde se jeho aktuální množství odhaduje na necelé 3.1012 tun. Atmosférický oxid uhličitý pochází z rozmanitých přírodních zdrojů, zejména ze spalování organických látek a dýchacích procesů aerobních organismů. Nezanedbatelné jsou také jeho výrony ve vulkanicky aktivních oblastech, zatímco umělým zdrojem je zejména spalování fosilních paliv. To přispívá do atmosféry ročně zhruba 20.109 tunami.

Díky, skleníkový efekte!
Jako všechny tří a víceatomové plyny odráží oxid uhličitý část tepelného záření zemského povrchu nazpět a spolu s dalšími složkami atmosféry se tak podílí na vytváření skleníkového efektu. Ten je jednou z podstatných podmínek existence života na Zemi, která by jinak byla velkou ledovou koulí s průměrnou teplotou povrchu -16 °C. Na tvorbě skleníkového efektu se více něž z poloviny podílí vodní pára, zhruba čtvrtinou oxid uhličitý a zbytek zajišťují ostatní skleníkové plyny.
Atmosférický oxid uhličitý je spotřebováván zelenými rostlinami při fotosyntéze. Ročně se tak díky němu produkuje zhruba 2.1011 tun sušiny zelené hmoty. V ještě větší míře se CO₂ ukládá v mořských vodách.

Může za to člověk?
O produkci oxidu uhličitého ze spalování fosilních paliv se hovoří jako o antropogenní produkci (způsobené lidskou činností). Nepochybně za ni může člověk. Nejen spalováním fosilních paliv a mýcením deštných pralesů, ale také zemědělskou činností a vlastně také již samotnou existencí zvyšuje koncentraci skleníkových plynů v atmosféře. Počítejme: při mírné zátěži vydýchá člověk průměrně 2,5 g oxidu uhličitého za minutu, což při 6,5 miliardách obyvatel planety představuje 8,5.109 tun za rok. Je to pozoruhodné množství a při podrobné bilanci bychom navíc nesměli opomenout stěží odhadnutelnou produkci, pocházející z buněčného dýchání zvířat, rostlin, hub a bakterií.
V každém případě má produkce oxidu uhličitého živými organizmy a spalováním uhlíkatých paliv něco společného – jde o energii. A o tom, že lze oba zdroje srovnávat, svědčí následující příklad: V klidovém stavu dospělý člověk vydýchá za minutu zhruba 0,7 g oxidu uhličitého. S rostoucí zátěží se toto množství zvyšuje až na necelých 14 gramů za minutu. Když pět osob překoná za hodinu během 10km vzdálenost, představuje to pro ně značnou fyzickou zátěž, řekněme 9 g/min. Tímto výkonem vyprodukují 9 x 5 x 60 = 2700 gramů oxidu uhličitého. Mohou však také použít auto. Standardní auto vyprodukuje 170 gramů oxidu uhličitého na kilometr a vzdálenost 10 km překoná za 10 minut. Pasažéři jsou v klidu, řekněme 0,8 g/min. Produkce oxidu uhličitého bude 170 x 10 + 5 x 0,8 x 10 = 1740 gramů. Docela překvapivé zjištění, že?

Šetřit energií a nepanikařit
Oxid uhličitý je významnou součástí života na Zemi. Podílí se na vytváření vhodných životních podmínek a na produkci zelené hmoty. Rozhodně si nezaslouží být označován za škodlivinu. Protože je konečným produktem spalování uhlíku, mohou jeho měrné emise, připadající na jednotku vyrobené elektřiny či tepla z fosilních paliv, sloužit jako spolehlivé měřítko dokonalosti procesu transformace energie.
Spolehlivě účinnou cestou ke snižování produkce oxidu uhličitého je zlepšování účinnosti energetických zdrojů a racionální hospodaření s energií, vedoucí ke snižování její měrné spotřeby. Vše ostatní představuje obtížné hledání souvislostí a často také matení pojmů.

V chemickém průmyslu v syntetické chemii a pro řízení teploty v reaktoru, dále k neutralizaci zásaditých látek v odpadních vodách a v superkritickém stavu pro čištění nebo barvení polymerů, živočišných nebo rostlinných látek;

Ve výrobě léčiv jako inertní plyn pro chemickou syntézu, superkritickou fluidní extrakci (SFE), zvýšení kyselosti (pH) odpadní vody nebo přepravu produktů při nízké teplotě (-78 ºC nebo -108 ºF).

V potravinářství k sycení šumivých nápojů, při balení potravin jsou jeho inertní a bakteriostatické vlastnosti úspěšně používány ve směsích dusíku (balení v modifikované atmosféře neboli MAP), pro zvýšení životnosti při uložení různých potravinových produktů (&sekc; ALIGAL™), jako kryogenní látka při chlazení nebo mražení nebo jako suchý led pro kontrolu teploty při distribuci potravin, kofein se odstraňuje z kávy pomocí superkritického CO₂;

Ve zdravotnictví CO₂ vytváří atmosféru blízkou fyziologickému prostředí pro transplantace umělých orgánů, ve směsi s kyslíkem nebo vzduchem pro stimulaci a podporu dýchání, také v chirurgii pro nitrobřišní insuflaci;

Při zpracování kovů pro ochranu prostředí: pro potlačení dýmu během pálení odpadů a uhlíku, pro redukci dusíku při odpichu elektrické obloukové pece (EAF) a pro spodní míchání, v metalurgii neželezných kovů pro potlačení kouře při přenosu naběračky lechu (produkce Cu/Ni) nebo cihel (produkce Zn/Pb), malé množství kapalného CO₂ se může použít při recyklaci vody z kyselé důlní drenáže (AMD- Acid Mine Drainage), dobře známé CO₂ lasery používají oxidem uhličitý speciální kvality (&sekc; LASAL™);

Při výrobě papíru oxid uhličitý umožňuje výrazně změnit pH recyklované mechanické nebo chemické dřeně po alkalickém bělení, může se použít pro neutralizaci tallového oleje a pro zvýšení účinnosti při výrobě papíru.

V elektronickém průmyslu se obvykle používá při zpracování odpadní vody a také jako chladicí prostředek při testování elektronických zařízení z hlediska životního prostředí, může se použít ke zvýšení vodivosti ultračisté vody, pro CO₂ sněhové brusivo k čištění od částic a reziduí usazených na substrátu. CO₂ se může také použít jako superkritická kapalina pro ekologicky šetrné odstraňování fotorezistu ze substrátu, místo organických rozpouštědel.

A v mnoha dalších oblastech:Vstřikování oxidu uhličitého zlepšuje pH odpadní vody a CO₂ je vhodnou alternativou k použití kyseliny sírové pro vyrovnání pH. Superkritický CO₂ je mobilní fáze používaná v chromatografii a při extrakcích. Sníh z kysličníku uhličitého slouží pro hasicí přístroje a dále jako kontrola pH a regulace odpadních vod, vody v bazénech atd. atd.