Kohlenstoffdioxid, auch Kohlendioxid, ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff mit der Summenformel CO2. In Wasser gelöst, wird es umgangssprachlich, besonders im Zusammenhang mit kohlendioxidhaltigen Getränken, oft ungenau Kohlensäure genannt. Kohlenstoffdioxid ist ein unbrennbares, saures, farb- und geruchsloses Gas, das sich gut in Wasser löst. Mit basischen Metalloxiden oder -hydroxiden bildet es zwei Arten von Salzen, die Karbonate und Hydrogenkarbonate genannt werden.
Kohlenstoffdioxid, ein wichtiges Treibhausgas, ist ein natürlicher Bestandteil der Luft, mit einer im Jahr 2013 bestimmten mittleren Konzentration von 0,040 Volumenprozent (400 ppm). Es entsteht sowohl bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Substanzen unter ausreichender Sauerstoffzufuhr als auch im Organismus von Lebewesen als Produkt der Zellatmung. Pflanzen, Algen sowie manche Bakterien und Archaeen wandeln Kohlenstoffdioxid durch Fixierung in Biomasse um. Bei der Photosynthese entsteht aus anorganischem Kohlenstoffdioxid und Wasser Glucose. Kohlenstoffdioxid ist ein wichtiger Bestandteil des globalen Kohlenstoffzyklus. Kohlenstoffdioxid kann toxisch wirken, jedoch reichen die Konzentrationen und Mengen in der Luft oder durch Limonadengenuss hierfür bei weitem nicht aus. Es besitzt ein breites technisches Anwendungsspektrum. In der chemischen Industrie wird es zur Gewinnung von Harnstoff eingesetzt. In fester Form als Trockeneis wird es als Kühlmittel verwendet, überkritisches Kohlenstoffdioxid dient als Löse- und Extraktionsmittel.
In der Geothermie spielt CO2 nicht nur als vermiedenes Treibhausgas eine Rolle. Es kann auch im Thermalwasser gelöst sein. Meist ist CO2 neben NH4 das wichtigste der gelösten (non condensable) Gasen. In einer geschlossenen Dublette kann das CO2 nicht in die Atmosphäre entweichen, sondern wird durch die Reinjektion dem Aquifer wieder zugeführt aus dem es entstammt. Damit sich das Gas im Zuge des Thermalwasserkreislaufes nicht entlöst wird meist der Kreislauf unter Druck gehalten (etwa 50 Bar, 5 MPa). Alternativ kann das Gas auch in einem Separator abgetrennt werden. Es wird dann über einen Bypass dem Thermalwasser vor der Reinjektion wieder zugeführt (Beispiel: Bruchsal).
Bei Hochenthalpielagerstätten kann es zu eheblicher CO2 Entgasung in die Atmosphäre kommen. Es handelt sich dabei aber um natürliches und nicht (durch Verbrennung) menschgemachtes CO2, das über kurz oder lang ohnehin in die Atmosphäre gelangt wäre. Es trägt nicht zur nationalen CO2-Bilanz bei.
Bei Niederenthalpielagerstätten kann überkritisches CO2 anstelle von Thermalwasser als Arbeitsmittel verwendet werden, was einige Vorteile hat. ETH-Zürich und Siemens stellen dies als new generation geothermal (NGG) vor (2019).
Ármannsson, H., Fridriksson, T., Kristjánsson, B.: CO2 emissions from geothermal power plants and natural geothermal activity in Iceland. In: Geothermics Nummer 34(3) (June 2005), S. 286-296
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlendioxid
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