Jacek Musiał, Karol Musiał, Michał Musiał
Trochę statystyki
Największymi emitentami dwutlenku węgla na świecie są (BP Statistical Review of World Energy 2019) w [Gt/rok]:
1. Chiny 9,4,
2. Stany Zjednoczone 5,2,
3. Indie 2,5,
4. Rosja 1,6,
5. Japonia 1,1,
6. Niemcy 0,7,
7. Korea Południowa 0,7,
8. Iran 0,7,
9. Arabia Saudyjska 0,6,
10. Kanada 0,5.
Warto dodać, że światowa żegluga morska jest źródłem 0,7 Gt CO2, a lotnictwo – 0,5 Gt CO2. Polska w tym rankingu zajmuje bardzo odległą pozycję z emisją 0,1 Gt rocznie, przy emisjach całej Europy 4,2 Gt.
I ciekawostka: tylko z procesów fermentacyjnych produkcji napojów alkoholowych (czyli pomijając aspekty energetyczne i inne związane z uprawami, produkcją i dystrybucją) emitowanych jest do atmosfery 0,02 Gt CO2 rocznie (oszacowanie Michała i Karola Musiałów z 2015).
Przeliczenie emisji na liczbę obywateli przekłada się w pewien sposób na dobrobyt i status w rankingu państw rozwiniętych, z pewnymi wszakże odchyleniami dla państw skrajnych warunków klimatycznych. Nieco precyzyjniejsze jest też odniesienie do zużycia per capita tzw. energii pierwotnej, gdyż ta uwzględnia inne rodzaje pozyskiwanej energii (np. hydroelektrownie, energetykę jądrową).
Należy zwracać uwagę na niewłaściwe i krzywdzące nazywanie emitentów dwutlenku węgla „trucicielami”, czego dopuszczają się manipulanci, gdyż dwutlenek węgla nie jest gazem trującym!
Zawartość CO2 w atmosferze a fizjologia człowieka
Oddychanie w wypadku człowieka to przyjmowanie tlenu i wydalanie dwutlenku węgla. Drogami oddechowymi powietrze dostaje się do pęcherzyków płucnych, gdzie tlen pokonuje barierę pęcherzykowo-włośniczkową i dalej, układem krążenia, transportowany jest do tkanek i komórek. W odwrotnym kierunku przemieszcza się dwutlenek węgla, który dociera z tkanek do granicy włośniczkowo-pęcherzykowej i przekracza ją o wiele łatwiej niż tlen. O ile organizm jest bardzo wrażliwy na niewielkie nawet wahania zawartości tlenu w powietrzu wdychanym, o tyle radzi sobie dobrze z wydalaniem produkowanego CO2 nawet przy wielokrotnym wzroście jego stężenia w otoczeniu. Jednak niebezpieczny jest nadmierny wzrost poziomu dwutlenku węgla we krwi. Nasuwa się pewna analogia: człowiekowi w procesie oddychania potrzebny jest dwutlenek węgla jak roślinie tlen. Celowe podwyższenie stężenia CO2 w powietrzu wdechowym, np. przez świadomą hipowentylację, bywa stosowane w leczeniu niektórych przypadków migreny, astmy oskrzelowej czy spastyczności. W Polsce najbardziej znanym entuzjastą stosowania w leczeniu podwyższonych stężeń dwutlenku węgla jest lekarz Jan Pokrywka. Według jego doświadczeń, optymalne dla mózgu stężenie CO2 wynosi 3,2%, czyli blisko 100 razy więcej niż w atmosferze!
Oddychanie ludzi w liczbach
Człowiek wydala CO2 drogą oddychania. Podczas spokojnego oddychania 16 oddechów na minutę i objętości oddechowej 500 ml, wentylacja minutowa wynosi 8 l. Wentylacja roczna 365x24x60x8=4,2×103 m3 powietrza. W powietrzu wydechowym jest ok. 4% dwutlenku węgla, zatem w ciągu roku człowiek wydala 168 m3 tego gazu. Planetę zamieszkuje 7,6 mld ludzi. Rocznie wszyscy wydalają 2,4 mld ton, czyli gigaton (Gt) CO2. W związku z faktem, że nie wszyscy stale spokojnie oddychają (jak np. pracownicy umysłowi), a także z coraz powszechniejszą hiperalimentacją i epidemią otyłości, wyliczona wartość może być o ok. 50% większa, czyli osiągać 3,6 Gt CO2.
Zgodnie z danymi BP Statistical Review 2019, emisje roczne CO2 wynikające ze spalania paliw kopalnych dostarczają 34 Gt. Zatem oddychanie ludzi jest rzędu 10% tego, co dostarcza aktywność przemysłowa. To wcale nie jest mało.
Z drugiej strony uzmysławia to, że spalanie paliw kopalnych i produkcja cementu nie są aż tak astronomicznie duże wobec naszego zwykłego, ludzkiego tchnienia pomnożonego przez liczbę mieszkańców Ziemi. Nie wszyscy jednak zdają sobie z tego sprawę. (…)
Ludzki kał jako źródło CO2
Człowiek wydala rocznie ok. 500 l moczu i ok. (zmiennie według różnych kultur i badań) około 150 kg kału. Istotną wartość energetyczną, jaką można uzyskać ze spalenia, ma sucha masa kału. Ludzki stolec składa się w 75% z wody, pozostałe 25% stanowi tzw. sucha masa, która stanowi dziennie ok. 0,1 kg i rocznie blisko 40 kg. Dochodzi do tego cenna energetycznie masa papieru toaletowego, oszacowana w latach 90. w badaniach naukowców. Nowsze badania (np. Andriessen N, Ward B.J., Strandel L., To char or not to char? Revew of technologies to produce solid fuels for resource recovery from fecal sludge, „Journal of Water, Sanitation and Hygiene for Development”, suppl. C, Apr. 2019) oszacowały wartości energetyczne stolca w różnych krajach. Przyjmując do obliczeń suchą masę 0,41 kg rocznie i przeciętną kaloryczność 16 MJ/kg, uzyskać można rocznie 241 MJ energii. Przyjmując, że 1 MJ dla podobnych paliw odpadowych (Wartości opałowe i wskaźniki emisji w roku 2015 do raportowania w ramach Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok 2018, KOBIZE, 2017) daje 0,1 kg CO2, okazuje się, że rocznie ekskrementy 7,6 miliarda ludzi emitują 0,18 Gt dwutlenku węgla. I albo go emitują w sposób naturalny, bezpożyteczny, albo mogą one zostać wykorzystane w celach gospodarczych. Podobny problem mamy zresztą z drewnem gnijącym w lesie. Albo w procesach gnilnych lub butwienia w naturalny, „ekologiczny” sposób odda ono CO2 i metan oraz ciepło do atmosfery, albo część tego drewna zostanie wcześniej wykorzystana zamiast tworzyw sztucznych do wyprodukowania przedmiotów, czy też zamiast paliw kopalnych zużyta do celów energetycznych, zanim jego entropia wzrośnie z oddaniem CO2 do atmosfery.
Oddychać – nie oddychać?
Oddychanie roczne ludzi dostarcza 2,4–3,6 Gt, rolnictwo – 5,1–6,1 Gt, kał ludzki ok. 0,18 Gt CO2. Roczne przemysłowe emisje to 34 Gt CO2. Zatem: emisje pochodzące z metabolizmu ludzi oraz z celowej, rolniczej produkcji substratów dla metabolizmu wynoszą łącznie od ok. 7,7 do 9,9 Gt, co stanowi od 23 do 29% rocznych emisji przemysłowych. To już nie są żarty.
Więc na wesoło: gdyby dla zrobienia przyjemności specom od cyferek z IPCC wszyscy Ziemianie zechcieli zmniejszyć emisje dwutlenku węgla, mogliby wykonywać tylko co drugi oddech.
Gdyby jeszcze bardziej chcieli się im przypodobać – powinni albo jeść co drugi dzień, albo o połowę mniejsze porcje, co by natychmiast zmniejszyło emisje o 12 do 14%. Należy mieć nadzieję, że nie znajdą się w IPCC eugenicy, którzy zaproponują radykalniejsze rozwiązanie wobec połowy populacji Ziemi.
Cały artykuł Jacka Musiała, Karola Musiała i Michała Musiała pt. „Dwutlenek węgla po ludzku” znajduje się na s. 3 październikowego „Śląskiego Kuriera WNET” nr 64/2019, gumroad.com.
„Kurier WNET”, „Śląski Kurier WNET” i „Wielkopolski Kurier WNET” są dostępne w jednym wydaniu w całej Polsce w kioskach sieci RUCH, Kolporter i Garmond Press oraz w Empikach.
Wersja elektroniczna aktualnego numeru „Kuriera WNET” jest do nabycia pod adresem gumroad.com. W cenie 4,5 zł otrzymujemy ogólnopolskie wydanie „Kuriera WNET” wraz z wydaniami regionalnymi, czyli 40 stron dobrego czytania dużego (pod każdym względem) formatu. Tyle samo stron w prenumeracie na www.kurierwnet.pl.
