Süsihappegaasi emissioon

Süsihappegaas on atmosfäärigaas, mis koosneb ühest süsiniku ja kahest hapniku aatomist. See on peamine kasvuhoonegaas, mis satub atmosfääri inimtegevuse tõttu. Süsihappegaasi kontsentratsioon värskes õhus varieerub 0,036–0,041% sõltuvalt asukohast. 

Süsihappegaas esineb looduslikult atmosfääris süsinikuringe osana, mis kujuneb atmosfääri, ookeani, mulla, taimede ja loomade koostoimel. Inimtegevuse tulemusena hakkas süsihappegaasi emissioon suurenema pärast tööstusrevolutsiooni algust. Näiteks 2012. aastal moodustas CO2 82% USAs kõikidest kasvuhoonegaaside emissioonidest.

Fossiilkütused, peamiselt kivisüsi, kütteõli või gaas, on moodustunud taimsetest ja loomsetest jäänustest. Fossiilkütuste kasutuselevõtmine on kaasa toonud suure tööstusliku arengu kasvu. Kütuste põletamine on suurim CO2 emissiooni allikas.

Atmosfäär on maakera suurim süsinikdioksiidi hoidla ja väga oluline osa üleilmses süsinikuringes hoides umbes 720 gigatonni süsinikudioksiidi. Atmosfääri süsinik on kasvuhooneefekti tekkes oluline tegur. Alates tööstusrevolutsioonist on CO2 kontsentratsioon atmosfääris tõusnud tasemelt umbes 280 ppm kuni tasemeni 400 ppm ning kasvab jätkuvalt. Suurenenud süsihappegaasi kontsentratsioon tugevdab kasvuhooneefekti, mis põhjustab muutusi globaalses kliimas.

Süsihappegaasi emissioon inimtegevuse tagajärjel

Antropogeense süsihappegaasi emissioon (25 gigatonni aastas) on võrreldes vulkaanilise tegevuse tagajärjel tekkinud CO2 emissiooniga märgatavalt suurem. Näiteks on inimtegevuse tagajärjel emissiooni maakasutuse tõttu 3,4 gigatonni aastas ja transpordi tõttu 3,0 gigatonni aastas. Tsementi tootmise tagajärjel on CO2 emissiooni 1,4 gigatonni aastas. 2010. aastal oli antropogeenne CO2 emissioon 25 gigatonni, mis on 135 korda enam kui vulkaanilise tekkega CO2 emissioon, mida on suurusjärgus 0,26 gigatonni aastas.

Süsihappegaasi emissiooni tavalisemad allikad

Elektrijaamasektor – fossiilkütuste põletamine elektri genereerimiseks on suurim CO2 emissiooni allikas. Kivisöe põletamine toodab kaks korda rohkem süsinikdioksiidi kui nafta või maagaas. Elektrijaamade süsihappegaasi emissioon on vähenenud 2…1% võrreldes 2008. aastaga. See on peamiselt tänu 50%-lisele kasvule tuuleenergia kasutuses.

Transpordisektor – fossiilkütuste nagu bensiini ja diisli põletamine on teiseks suureks CO2 emissiooni allikaks. See kategooria sisaldab maantee-, mere- ja õhutransporti. Nafta põletamine on peamine süsinikudioksiidi allikas transpordisektoris.

Tööstussektor – mõnede protsesside käigus toodetakse CO2 keemiliste reaktsioonide kaudu, mis ei sisalda põletamist, näiteks tsemendi, raua ja terase tootmine. Tsemendi tootmisel eraldub palju kasvuhoonegaase atmosfääri kaltsineerimise käigus, milles muutub kuumenenud kaltsiumkarbonaadi sisaldav lubjakivi kaltsiumioksiidiks ja CO2-ks. Selle protsessi käigus eraldub 50% CO2. Süsihappegaas tekib ka fossiilkütuste (nt maagaas, kivisüsi, nafta) põletamisel põletusahjus. See protsess hõlmab 40% kogu antropogeensest emissioonist. Elekter, mida kasutatakse täiendavates elektrijaama masinates, on kolmandaks emissiooni allikaks, mis moodustab 5–10% kõikidest emissioonidest. Tsement on oluline ehitusmaterjal, mida toodetakse paljudes riikides. Süsihappegaas on tsemendi tootmise kõrvalprodukt keemilise muundumise protsessis. Klinkri tootmisel, mis on tsemendi komponent, muudetakse lubjakivi (CaCO3) lubjaks (CaO). Selle protsessi tagajärjel eraldub ka CO2.

Kommertssektor – energiat kasutatakse valgustuses, soojenduses ja jahutamises äri- ning teistes asutustes nagu kontorihoonetes, kaubanduskeskustes, koolimajades, haiglates, restoranides. See on ainuke sektor, mis näitas CO2 emissioonide positiivset kasvu 2008. aastal.

Elamusektor – peamiselt eraldub siin CO2 kütuse (maagaasi) põletamise käigus, elamu soojendamisel ja toiduvalmistamisel. Elektrit tarbitakse siin valdavalt jahutamiseks ja soojendamiseks, valgustuseks ja teiste majapidamises kasutatavate elektrooniliste seadmete tarbeks.

Teised allikad – need moodustasid 2008. aastal USA-s 1,8% kõikidest CO2 emissioonidest. Siia alla kuulub näiteks lubjakivi põletamine, kaltsineeritud sooda tootmine ja põletamine, alumiiniumi tootmine, jäätmete põletamine.

Metsade hävitamine

Metsad aitavad kohalikul kliimal säilida ja mõjutavad globaalset hapniku ja süsinikdioksiidi voogusid tugevasti. Usutakse, et enne roheliste taimede ilmumist oli atmosfääris väga tühine hapnikusisaldus. Troopilised metsad kaovad murettekitava kiirusega. Hiljutise hinnangu alusel raiutakse maha umbes 100 000 km² metsa igal aastal. Troopilised metsad hõivasid 16 miljonit km², praeguseks hetkeks on alles aga 8–9 miljonit km². Arvatakse, et Ladina-Ameerika ja Aasia on juba kaotanud 40% oma algsest metsast, Aafrika veidi üle poole. Paljudes riikides kiireneb raie määr, näiteks Bangladeshi, India, Filipiinide ja Sri Lanka aladel. Kasvuhoonegaaside emissiooni vähendamiseks on vaja kõigepealt säilitada troopilisi metsi. Kliimale on ulatuslik metsaraie halb, kuna langetatud puud vabastavad süsinikku, mis seguneb teiste kasvuhoonegaasidega muudest allikatest. See efekt kiirendab globaalset soojenemist.Suur osa emissioonist tekib metsa eemaldamisel, millele järgneb endise metsaala kasutamine muuks otstarbeks, nt põllumajandussaaduste kasvatamiseks või uute elamurajoonide loomiseks. Metsad mõjutavad kliimat olulisel määral, näiteks aurustub vihmametsade tõttu suur hulk vett atmosfääri. Taim omistab juurtega vee koos selles lahustunud mineraalainetega enda kudedesse. Gaasi ja vee vahetus toimub väikeste avade (õhulõhede) kaudu. Aurustunud vesi muutub pilvedeks, mis aitavad vihmametsal elus püsida. Metsaraie tõttu muutub suurem osa sellest veest aga hoopis jõeveeks, mis voolab kaugele merre ja piirkond muutub püsivalt kuivemaks, sellest vihmametsad aga ei taastu.

Süsihappegaasi looduslik emissioon
Vulkaaniline tegevus võib esile kutsuda kliimamuutust. Vulkaanilise purske käigus paisatakse suur hulk vulkaanilisi gaase, aerosoole ja tuhka stratosfääri. Gaasid nagu vääveldioksiid (SO2) võivad põhjustada temperatuurilangust, samas kui CO2, mis on üks levinumaid kasvuhoonegaase, võib põhjustada globaalset soojenemist. Uuringud näitavad, et süsihappegaasi hulk, mis on tekkinud kaasaegse vulkaanilise tegevuse käigus, ei põhjusta suurt kliima soojenemist, kuna selle kontsentratsioon on peaaegu tühine. Kuid eeldatakse, et geoloogilises minevikus võis see põhjustada tõsise globaalse soojenemise, mis omakorda võis esile kutsuda massilist väljasuremist.

Olukord Eestis
Euroopa Komisjoni ülevaade näitab, et võrreldes 1990. aastaga on Eesti oma kasvuhoonegaaside heitkogust vähendatud koguni poole võrra ning on seega Euroopa Liidu edukaim protokolli eesmärkide täitja. Peamiseks põhjuseks on see, et nõukogudeaegne majandus oli energiamahukas.Tänapäeval püütakse liikuda puhtama energiamajanduse poole, suurendada taastuvenergia osakaalu ja energiasäästu ning panustada rohemajandusse. 2004. aastal kuulus ÜRO andmetel Eestile 16. koht proportsionaalse süsihappegaasi emissiooni poolest. Eesti sood moodustavad viiendiku riigi maismaast. Neid on intensiivselt kasutatud ning 70% neist on kuivenduse all. Selle protsessi käigus katkeb turba ladestumine ja süsiniku säilitamine. Sood seovad süsihappegaasi ja vabastavad metaani atmosfääri. Soode kuivendamisel väheneb ökosüsteemi võime siduda CO2, nii et soost saab süsiniku salvestaja asemel süsiniku allikas.

Liigse süsihappegaasi emissiooni tagajärjed

Globaalne soojenemine
Kasvuhoonegaaside segu (CO2, CH4) laseb läbi Päikeselt saabuvat lühilainelist kiirgust, kuid neelab maapinna pikalainelist soojuskiirgust. Süsihappegaasi kontsentratsiooni kasv hoiab kiirgusliku energia hulka Maa atmosfääris. Kuid ilma kasvuhoonegaasideta ei saaks elu eksisteerida, sest Maa keskmine temperatuur oleks 14 °C madalam. CO2 kontsentratsioon atmosfääris on eriti suurenenud viimase sajandi jooksul. Rasketööstuse tõttu tekib enamasti kivisöe, nafta, maagaasi kasutamise tulemusena umbes kaheksa gigatonni süsihappegaasi aastas.

Maailmamere hapestumine
Tööstusrevolutsioonist alates on inimtegevuse tulemusena CO2 kontsentratsioon atmosfääris suurenenud. Ookean omastab ¼ kogu CO2-st, seega selle kontsentratsioon kasvab ka ookeanides. See põhjustab merevee keemiliste omaduste muutumist ning kutsub esile maailmamere hapestumist ja vee pH taseme langust. Muutused vee keemilistes omadustes võivad põhjustada tõsiseid tagajärgi lubiskeletiga organismidele, eriti tiibjalalistes – peamistes plankoonilistes aragoniidi tootjates. Kui pH tase hakkab langema, langeb ka karbonaadi ioonide kontsentratsioon, seega toimub kaltsiumkarbonaadi küllastus. Uuringud näitavad, et kui see tendents jätkub ka edaspidi, siis põhilised mereorganismid (nt plankton, korallid) ei suuda enam efektiivselt hoida oma kaltsiumikarbonaadist väliskeletti.

Viited

Ökoloogia