Nachdem die Teilkataster der sechs verschiedenen Emittentengruppen vorgestellt worden sind, soll hier für Kohlendioxid eine Emittentengruppen übergreifende Betrachtung durchgeführt werden.

Kohlendioxid ist ein farb- und geruchloses, unbrennbares Gas. Unter -78,5° C liegt es in fester Form (als Trockeneis) vor. CO₂ ist gut wasserlöslich; etwa 0,1 % des gelösten Kohlendioxids reagiert mit Wasser zu Kohlensäure. Aus diesem Grund weist Regenwasser einen natürlichen pH-Wert von etwa 5,6 auf.

Für Kohlendioxid gibt es natürliche und anthropogene Quellen. Der Hauptteil des in der Atmosphäre vorhandenen Kohlendioxids geht auf natürliche Prozesse zurück. CO₂ stellt die Schlüsselverbindung im komplexen Kohlenstoffkreislauf der Natur dar. Von den verschiedenen Quellen und Senken sollen hier nur einige beispielhaft genannt werden. Freigesetzt wird Kohlendioxid u. a. von Vulkanen und Mineralquellen, bei mikrobiellen Prozessen in Humusböden sowie bei der Atmung. Aus der Atmosphäre entfernt wird es auf physikalischem Wege (z. B. durch das Lösen im Ozeanwasser) sowie durch biologische Prozesse (Photosynthese). Es besitzt aber nicht – wie viele andere Schadgase – Senken durch chemische Prozesse in der Atmosphäre.

Die wesentliche anthropogene CO₂-Quelle ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung. Seit Beginn der Industrialisierung haben diese Prozesse enorm zugenommen mit der Folge, dass seitdem der CO₂-Gehalt in der Atmosphäre stark angestiegen ist: In den letzten 250 Jahren hat er sich von ca. 280 ppm auf heute etwa 390 ppm erhöht (Anmerkung: 1 ppm CO₂ entspricht 1,83 mg/m³ CO₂ bei 20 °C).

Kohlendioxid stellt keinen Schadstoff im herkömmlichen Sinne mit toxischen Eigenschaften dar. Als zentrales Stoffwechselprodukt von Mensch, Tier und Pflanzen ist es für das Leben auf der Erde unverzichtbar und in atmosphärischer Luft enthalten. Die Zunahme der CO₂-Konzentration hat aber negative Folgen, denn sie trägt wesentlich zur beobachteten globalen Erwärmung der Erdoberfläche, dem anthropogenen Treibhauseffekt, bei.

Der Treibhauseffekt kommt folgendermaßen zustande: Die auf die Erde fallende Sonnenstrahlung wird dort fast vollständig absorbiert und als Wärmestrahlung wieder in die Atmosphäre abgestrahlt. Bestimmte klimawirksame Spurengase haben die Fähigkeit, Teile dieser Wärmerückstrahlung zu absorbieren, was eine Aufwärmung der Erdoberfläche bewirkt. Durch den natürlichen Treibhauseffekt, für den insbesondere Wasserdampf, Kohlendioxid und stratosphärisches Ozon verantwortlich sind, wird die mittlere Temperatur der Erdoberfläche von (den theoretisch zu erwartenden) ca. -18 °C auf +15 °C angehoben. Daneben gibt es den anthropogenen Treibhauseffekt, der hauptsächlich auf die Konzentrationszunahme von Kohlendioxid, Methan, Halogenkohlenwasserstoffen und Distickstoffoxid zurückgeht und der den natürlichen Treibhauseffekt verstärkt.

Die Erhöhung der mittleren Oberflächentemperatur von 0,6 °C im 20. Jahrhundert ist weitgehend auf die gestiegenen atmosphärischen Konzentrationen der genannten Gase zurückzuführen. Nach Erkenntnissen des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen der Vereinten Nationen (IPCC) kann bis Ende dieses Jahrhunderts mit einer Zunahme des globalen Mittels der Lufttemperatur  von bis zu 6,4 °C gerechnet werden. Der Klimawandel bewirkt u. a. einen Anstieg des Meeresspiegels, die Verschiebung von Niederschlagszonen, die Zunahme extremer Wetterereignisse (z. B. Überschwemmungen, Stürme), zunehmende Gesundheitsrisiken durch Hitzewellen…

Abb. 1: CO2-Emissionen in Hessen aufgeschlüsselt nach Emittentengruppen