CO2, of koolstofdioxide, is een veelvoorkomend molecuul in de lucht. Het kan op verschillende manieren in de lucht terecht komen. Zo komt er CO2 vrij bij langzame oxidatie zoals bijvoorbeeld de rotting van biomassa, wordt methaan (in de atmosfeer) langzaam omgezet in CO2 en komt er veel CO2 vrij bij de verbranding van bijvoorbeeld fossiele brandstoffen.

Verbranding

Bij de verbranding van brandstoffen worden losse koolstofatomen (C) uit hun meestal lange ketens losgebroken door twee zuurstofatomen (O), om samen een nieuwe verbinding te maken: C + O2 = CO2. Bij dit proces komt energie vrij. Als verbranding onvolledig is (als er te weinig zuurstofatomen aanwezig zijn), wordt niet alle koolstof omgezet in CO2, maar ook een deel in koolmonoxide (CO); losse, korte koolstofketens (roet) of bijvoorbeeld methaan (CH4).

CO2-concentratie

Omdat COzo'n klein molecuul is, is het onder normale omstandigheden altijd een gas. Daarom bevindt het grootste deel van de COzich in de atmosfeer, terwijl een kleiner deel oplost in water. Deze verhouding ligt min of meer vast. Als de CO2-concentratie in de lucht toeneemt, nemen ook de oceanen meer COop.

Vroeger was de CO2-concentratie in de atmosfeer min of meer constant. Dat houdt in dat de natuurlijke CO2-emissie (door rotting en bosbranden) ongeveer even groot was als de natuurlijke CO2-opslag (door bossen en bijvoorbeeld plankton). Tegenwoordig is dat natuurlijke evenwicht, de zogeheten koolstofkringloop, verstoord.

De natuurlijke balans wordt verstoord

De verstoring van de natuurlijke koolstofkringloop komt doordat de mens grote hoeveelheden fossiele koolstof uit diepe aardlagen (aardolie, aardgas, steenkool) omhoog haalt om deze te verbranden in de industrie, of te gebruiken als brandstof voor auto's en vliegtuigen. 

Hierdoor worden grote hoeveelheden COnieuw gevormd en stijgt de CO2-concentratie van de atmosfeer en van de oceanen. Beide processen hebben grote gevolgen: COis namelijk een zogeheten broeikasgas: Dat betekent dat het de uitstraling van warmte door de aarde tegengaat. Toename van de CO2-concentratie zorgt daarmee voor het versterkte broeikaseffect en ligt daarmee aan de basis van de klimaatverandering.

Meer CO2 in de lucht heeft gevolgen

De gelijktijdige toename van de hoeveelheid COin water leidt tot verzuring van de oceanen. Dit kan allerlei negatieve ecologische effecten hebben, zoals sterfte van koraal, plankton, schelpdieren en allerlei vissen die zich daarop voeden.