CO₂ (Kohlendioxid): Was ist das und wie wirkt es?

Was ist CO₂?

CO₂ ist die chemische Formel für Kohlenstoffdioxid, umgangssprachlich Kohlendioxid: ein Molekül aus einem Kohlenstoffatom (C) und zwei Sauerstoffatomen (O). Beide Namen bezeichnen denselben Stoff, „Kohlenstoffdioxid“ ist die systematische Bezeichnung.

Bei Zimmertemperatur ist CO₂ ein farb- und geruchloses, nicht brennbares Gas. Es ist rund 1,5-mal so schwer wie Luft und sammelt sich deshalb in Senken, Kellern und Gärkellern. Unter −78,5 °C geht es direkt in den festen Zustand über; so entsteht Trockeneis. In Wasser gelöst bildet ein kleiner Teil Kohlensäure, die Mineralwasser und Limonade prickeln lässt und die Ozeane versauert.

CO₂ ist kein Edelgas und kein Schadstoff im klassischen Sinn wie Stickoxide oder Feinstaub. Es ist ein Spurengas: Die Luft enthält 2025 rund 0,043 Volumenprozent CO₂, also 427 Teile je Million Luftteilchen (ppm, parts per million). Trotz dieses kleinen Anteils bestimmt CO₂ den Wärmehaushalt der Erde, weil es Wärmestrahlung absorbiert, Stickstoff und Sauerstoff dagegen nicht.

CO₂ ist schwerer als Luft, kommt in der Atmosphäre nur in Spuren vor und dient als Maßstab für alle anderen Treibhausgase. Quelle: Stoffdaten; Konzentration NOAA/Scripps nach Met Office (2026); Umrechnung 44,01 ÷ 12,011 (eigene Rechnung).

Was ist CO₂, einfach erklärt?

CO₂ ist ein unsichtbares Gas, das Menschen und Tiere ausatmen und das entsteht, wenn etwas verbrennt. Pflanzen nehmen es auf und machen daraus mit Sonnenlicht Zucker und Sauerstoff.

• In jedem Atemzug, den Sie ausatmen, ist CO₂. Das ist natürlich und kein Problem.
• Wenn Autos Benzin verbrennen, Kraftwerke Kohle oder Heizungen Gas, entsteht viel zusätzliches CO₂. Das ist das Problem, denn diese Menge kommt aus Kohlenstoff, der Millionen Jahre im Boden gespeichert war.
• In der Luft wirkt CO₂ wie eine dünne Decke: Es hält einen Teil der Wärme fest, die die Erde abstrahlt. Mehr CO₂ heißt eine dickere Decke, und die Erde wird wärmer. Wie das genau funktioniert, zeigt die Seite zum Treibhauseffekt, einfach erklärt.
• Heute ist in der Luft gut die Hälfte mehr CO₂ als vor der Erfindung von Dampfmaschine und Auto.

Wie entsteht CO₂ und wo bleibt es?

CO₂ entsteht, wenn kohlenstoffhaltige Stoffe mit Sauerstoff reagieren: bei der Verbrennung von Kohle, Erdöl, Erdgas und Holz, bei der Atmung von Lebewesen, beim Zersetzen von Biomasse und beim Brennen von Kalk für Zement. Natürliche und menschliche Quellen unterscheiden sich darin, woher der Kohlenstoff stammt.

Im natürlichen Kohlenstoffkreislauf nehmen Pflanzen und Ozeane CO₂ auf und geben es durch Atmung, Zersetzung und Ausgasen wieder ab; die Flüsse sind groß, gleichen sich über Jahrhunderte aber weitgehend aus. Der Mensch bringt zusätzlich Kohlenstoff in den Kreislauf, der in fossilen Brennstoffen über Jahrmillionen gebunden war. Fossile Brennstoffe und Zement verursachten 2025 weltweit nach vorläufiger Schätzung des Global Carbon Project 38,1 Mrd. t CO₂, mit Entwaldung und anderer Landnutzung rund 42,2 Mrd. t.

In Deutschland stammten 2025 nach vorläufigen Daten des Umweltbundesamts 88,4 % der Treibhausgase aus CO₂, der Rest aus Methan (6,8 %), Lachgas (3,5 %) und fluorierten Gasen (1,4 %). Insgesamt waren es 648,9 Mio. t CO₂-Äquivalente, rund 48 % weniger als 1990. Welche Sektoren wie viel beitragen, steht auf der Seite zu den Emissionen nach Sektoren in Deutschland; den Vergleich mit anderen Staaten zeigt die Seite zu den Pro-Kopf-Emissionen weltweit.

Biogenes CO₂ aus Holz, Biogas oder Gärung stammt aus Kohlenstoff, den Pflanzen kurz zuvor der Luft entzogen haben. Es wirkt in der Atmosphäre physikalisch genauso wie fossiles CO₂; Klimabilanzen weisen es aber getrennt aus, weil es im Kreislauf bleibt, solange die Biomasse nachwächst.

Wie hoch ist die Kohlendioxid-Konzentration in der Erdatmosphäre?

Die CO₂-Konzentration lag 2025 auf dem Mauna Loa (Hawaii) im Jahresmittel bei 427,0 ppm, rund 52 % über dem vorindustriellen Wert von rund 280 ppm. Der Wert ist der höchste seit mindestens 800.000 Jahren und steigt um rund 2,6 ppm pro Jahr (Mittel 2016–2025).

Die Messreihe auf dem Mauna Loa begann 1958 und ist die längste direkte CO₂-Messung der Welt; sie wird heute von der US-Wetterbehörde NOAA und dem Scripps-Institut betrieben. Der globale Mittelwert aus dem weltweiten NOAA-Messnetz lag 2025 bei 425,7 ppm. Beide Werte sind korrekt, sie beschreiben aber unterschiedliche Bezugsgrößen und sollten nicht gemischt werden. Der jüngste Monatswert vom August 2026 beträgt vorläufig 427,55 ppm, 2,07 ppm mehr als im August 2025. Für das Gesamtjahr 2026 erwartet das britische Met Office 429,4 ppm (Prognose).

Der Anstieg beschleunigt sich: In den 1960er-Jahren nahm die Konzentration laut Umweltbundesamt um rund 0,86 ppm pro Jahr zu, in den letzten 15 Jahren um rund 2,5 ppm, also fast dreimal so schnell. 2023 und 2024 waren mit je über 3,3 ppm Zuwachs Rekordjahre, auch weil das Wetterphänomen El Niño die CO₂-Aufnahme von Wäldern schwächte.

Seit 1972 ist die CO₂-Konzentration über Deutschland um rund 97 ppm gestiegen, die deutsche Bergstation misst fast denselben Wert wie Hawaii. Quellen: UBA (2016, 2026), NOAA (2026), Met Office (2026); Balken proportional, Maximum 120px.

Fallbeispiel

Messstation Zugspitze/Schneefernerhaus: 427 ppm über den Alpen (Stand 2025)

• Das Umweltbundesamt misst CO₂ in der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus unterhalb des Zugspitzgipfels und auf dem Schauinsland im Schwarzwald, dort kontinuierlich seit 1972 (UBA, 2016)
• 2015 lag das Jahresmittel auf der Zugspitze mit 400,4 ppm erstmals über 400 ppm, auf dem Schauinsland bei 402,5 ppm (UBA-Pressemitteilung 17/2016)
• 2025 erreichte die Zugspitze im Jahresmittel 426,93 ppm CO₂; Methan lag bei rund 2.006 ppb, Lachgas bei rund 339,7 ppb (UBA, Stand 09.07.2026)
• Der Mauna Loa auf Hawaii, rund 12.000 km entfernt, maß 2025 im Jahresmittel 427,0 ppm (NOAA/Scripps)

Einordnung

Was der Fall zeigt

Zwischen 2015 und 2025 stieg der Wert auf der Zugspitze um 26,5 ppm, das sind rund 2,65 ppm pro Jahr und damit dasselbe Tempo wie auf Hawaii. Dass beide Stationen fast identisch messen, zeigt: CO₂ verteilt sich innerhalb weniger Jahre über die ganze Erde, die Herkunft einer Tonne spielt für ihre Wirkung keine Rolle. Deshalb kann kein Land und kein Unternehmen den Anstieg „vor Ort“ bremsen, nur über die eigene Menge. Der Fall zeigt nicht, wie viel davon aus Deutschland stammt; dafür braucht es Emissionsinventare, keine Luftmessung.

goClimate-Rechnung

So haben wir gerechnet: Ausstoß 2025 geteilt durch die CO₂-Menge je ppm, verglichen mit dem mittleren gemessenen Anstieg der letzten zehn Jahre. Annahme: Der Ausstoß 2025 steht stellvertretend für den Durchschnitt der Dekade; einzelne Jahre schwanken stark (2,2 bis 3,3 ppm), weil Ozeane und Wälder je nach Wetter unterschiedlich viel aufnehmen. Quellen: Global Carbon Project (2025), NOAA (2026), Faktor 2,124 nach Global Carbon Project.

Knapp die Hälfte des ausgestoßenen CO₂ verbleibt also in der Luft, den Rest nehmen Ozeane und Landpflanzen auf. Daraus folgt zweierlei: Die Natur halbiert den Anstieg, und sinkende Emissionen wirken sofort auf das Tempo, aber nicht auf den Stand. Solange überhaupt CO₂ zusätzlich ausgestoßen wird, steigt die Konzentration weiter. In älteren Texten taucht 450 ppm oft als „Obergrenze für 2 °C“ auf; diese Marke bezog sich auf alle Treibhausgase in CO₂-Äquivalenten, die laut Umweltbundesamt bereits 2024 bei 539 ppm lagen. Beim heutigen Tempo erreicht CO₂ allein die 450 ppm um 2034.

Warum ist CO₂ schädlich für unser Klima?

CO₂ ist schädlich für das Klima, weil es Wärmestrahlung der Erdoberfläche absorbiert und so einen Teil der Energie in der Atmosphäre hält; je mehr CO₂, desto stärker der Effekt. Der zusätzliche Strahlungsantrieb durch CO₂ seit 1750 betrug 2025 rund 2,37 W/m², das ist der größte Einzelbeitrag zur menschengemachten Erwärmung.

Insgesamt verstärkt der Mensch den Strahlungshaushalt laut der Fachstudie „Indicators of Global Climate Change 2025“ um 3,10 W/m²; die langlebigen Treibhausgase allein kommen auf 3,58 W/m², kühlende Aerosole gleichen einen Teil aus. CO₂ trägt damit rund zwei Drittel zur Wirkung der langlebigen Treibhausgase bei. Die Physik dahinter, vom natürlichen Treibhauseffekt bis zur Rolle von Wasserdampf, erklärt die Seite Wie der Treibhauseffekt funktioniert.

Anders als Methan, das nach rund zwölf Jahren abgebaut ist, hat CO₂ keine einzelne Lebensdauer: Ein Teil wird in Jahrzehnten von Ozeanen und Pflanzen aufgenommen, ein Teil bleibt Jahrhunderte bis Jahrtausende in der Luft. Jede ausgestoßene Tonne erwärmt die Erde deshalb dauerhaft. Für eine Begrenzung auf 1,5 °C mit 50 % Wahrscheinlichkeit blieben ab Anfang 2026 laut Forster et al. (Juni 2026) noch rund 130 Mrd. t CO₂, beim heutigen Ausstoß rund drei Jahre. Wie stark sich die Erde bereits erwärmt hat und welche Folgen das hat, beschreibt die Seite zur Klimaerwärmung in Zahlen.

Was ist der Unterschied zwischen CO₂ und CO₂-Äquivalent?

CO₂ ist ein einzelnes Gas, CO₂-Äquivalent (CO₂-Äq., englisch CO₂e) ist eine Rechengröße, die alle Treibhausgase nach ihrer Klimawirkung in die Menge CO₂ umrechnet, die dieselbe Erwärmung verursachen würde. Die Umrechnung erfolgt über das Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP).

Nach dem Weltklimarat (IPCC AR6) wirkt fossiles Methan über 100 Jahre rund 30-mal so stark wie CO₂ (GWP100 = 29,8), über 20 Jahre rund 80-mal so stark. Lachgas hat ein GWP100 von 273. Eine Tonne Methan aus einer Gasleitung zählt in einer Klimabilanz deshalb wie rund 30 t CO₂. Nationale Treibhausgasinventare rechnen nach den UN-Berichtsregeln noch mit älteren Werten (Methan 28, Lachgas 265); Bilanzen sollten den verwendeten Satz immer nennen.

Die Unterscheidung ist für Leser von Statistiken wichtig: „CO₂-Emissionen“ meint oft nur Kohlendioxid, „Treibhausgasemissionen“ alle Gase in CO₂-Äquivalenten. Deutschlands 648,9 Mio. t (2025) sind CO₂-Äquivalente; reines CO₂ waren davon rund 574 Mio. t (eigene Rechnung aus dem Anteil von 88,4 %). Die vollständige Liste der Treibhausgase mit Treibhauspotenzial steht auf der Seite zum Treibhauseffekt und den Treibhausgasen.

Was ist an CO₂ schädlich für den Menschen?

CO₂ ist in der Außenluft für den Menschen nicht giftig; schädlich wird es in schlecht gelüfteten Räumen und in hohen Konzentrationen. Ab rund 1.000 ppm gilt Raumluft als hygienisch auffällig, ab 2.000 ppm als inakzeptabel; Lebensgefahr besteht erst bei mehreren Volumenprozent, etwa in Gärkellern oder Silos.

Der Ausschuss für Innenraumrichtwerte beim Umweltbundesamt hat 2008 drei Stufen festgelegt: unter 1.000 ppm hygienisch unbedenklich, 1.000 bis 2.000 ppm hygienisch auffällig (Lüftung verbessern), über 2.000 ppm hygienisch inakzeptabel. Die Technische Regel für Arbeitsstätten ASR A3.6 übernimmt diese Werte: Ab 1.000 ppm soll, ab 2.000 ppm muss gelüftet werden. CO₂ dient dabei vor allem als Anzeiger für verbrauchte Luft, in der sich auch Feuchte, Gerüche und Aerosole anreichern. Erhöhte Werte können Müdigkeit und Konzentrationsprobleme begünstigen.

Für Arbeitsplätze, an denen CO₂ als Stoff vorkommt, etwa in Brauereien, Getränkeabfüllung oder bei Trockeneis, gilt nach TRGS 900 ein Arbeitsplatzgrenzwert von 5.000 ppm im Schichtmittel. Weil CO₂ schwerer als Luft ist, kann es sich in Gärkellern, Gruben und Silos unbemerkt sammeln; dort sind Gaswarngeräte vorgeschrieben.

goClimate-Rechnung

So haben wir gerechnet: CO₂-Abgabe aller Personen geteilt durch das Raumvolumen, ausgehend von der Außenluft (427 ppm). Annahmen: Fenster und Türen geschlossen, kein Luftaustausch über Fugen, gleichmäßige Durchmischung. In der Praxis verlangsamen undichte Fenster den Anstieg etwas, Kinder geben weniger CO₂ ab als Erwachsene. Quellen: UBA „Richtig Lüften in Schulen“ (2021), IFA-Report Innenraumarbeitsplätze, Kap. 12.4.1.

Die Rechnung erklärt die Empfehlung des Umweltbundesamts, in Unterrichtsräumen mindestens alle 20 Minuten stoßzulüften: Nach einer Viertelstunde ist in einem voll besetzten Raum die Marke von 1.000 ppm erreicht, nach einer Dreiviertelstunde ohne Lüftung die Grenze von 2.000 ppm überschritten. Eine CO₂-Ampel für rund 50 bis 100 € zeigt den Wert in Echtzeit an.

Wofür wird CO₂ genutzt und was sind CCS und CCU?

CO₂ ist auch ein Industriegas: Es macht Getränke spritzig, kühlt als Trockeneis, schützt Lebensmittel in Verpackungen, betäubt Schlachttiere, löscht Brände und düngt Pflanzen in Gewächshäusern. Den größten Teil dieses Kohlendioxids gewinnt die Industrie als Nebenprodukt anderer Prozesse, vor allem der Ammoniakherstellung für Dünger.

Zwei Abkürzungen stehen für die Nutzung als Klimaschutzinstrument. CCS (Carbon Capture and Storage) bedeutet Abscheidung und dauerhafte Speicherung von CO₂ in tiefen Gesteinsschichten, CCU (Carbon Capture and Utilization) die Verwendung als Rohstoff, etwa für synthetische Kraftstoffe oder Kunststoffe. CCU verzögert die Freisetzung meist nur, weil das CO₂ beim Verbrennen oder Zersetzen des Produkts wieder entweicht. In Deutschland erlaubt das Kohlendioxid-Speicherungs- und -Transportgesetz (KSpTG) seit November 2025 die Speicherung unter der Nordsee und den Bau von CO₂-Leitungen; die Einzelheiten stehen auf der Seite zur Dekarbonisierung der Industrie und ihrem Rechtsrahmen.

Fallbeispiel

Kohlensäure-Engpass 2022: Brunnen und Brauereien ohne CO₂

• Wegen stark gestiegener Gaspreise drosselten Düngemittelhersteller im Sommer 2022 ihre Produktion; CO₂ fällt dort als Nebenprodukt an (Lebensmittelpraxis, 10.10.2022)
• Nach Schätzung der Bundesvereinigung der Deutschen Ernährungsindustrie standen nur 30 bis 40 % der üblichen CO₂-Liefermengen zur Verfügung
• Die Genossenschaft Deutscher Brunnen meldete Produktionskürzungen bei Mineralbrunnen an einzelnen Standorten; der Deutsche Brauer-Bund forderte eine vorrangige Versorgung der Lebensmittelindustrie mit CO₂
• Weniger betroffen waren Brauereien, die das bei der Gärung entstehende CO₂ selbst zurückgewinnen, etwa die Neumarkter Lammsbräu und die Radeberger Gruppe

Einordnung

Was der Fall zeigt

Der Engpass zeigt das Paradox von CO₂: In der Atmosphäre gibt es zu viel davon, als reiner Industrierohstoff war es 2022 knapp, weil es an die fossile Düngerproduktion gekoppelt ist. Betriebe mit eigener Rückgewinnung von Gär-CO₂ waren robuster und nutzen dazu biogenes CO₂, das ohnehin im Kreislauf ist. Für Lebensmittel- und Getränkehersteller folgt daraus: CO₂ ist ein Beschaffungsrisiko, das sich mit Rückgewinnung, CO₂ aus Biogasanlagen oder mehreren Lieferanten verringern lässt. Der Fall zeigt nicht, dass CCU das Klima schützt; Kohlensäure im Getränk entweicht beim Öffnen der Flasche wieder.

Was bedeutet CO₂ für Unternehmen?

Für Unternehmen ist CO₂ vor allem eine Bilanz- und Kostengröße: Jede Tonne aus eigenen Heizungen, Öfen und Fahrzeugen zählt in Scope 1 der Klimabilanz und kostet über den CO₂-Preis Geld. Daneben ist CO₂ Arbeitsschutzthema in Innenräumen und für manche Branchen ein Betriebsstoff.

• CO₂-Preis: Für Heizöl, Erdgas, Benzin und Diesel gilt der nationale Brennstoffemissionshandel (BEHG) mit einem Preiskorridor von 55 bis 65 € je t CO₂ im Jahr 2026; ab 2028 soll der europäische Emissionshandel ETS 2 folgen. Große Anlagen der Industrie und Energiewirtschaft handeln im EU-Emissionshandel zu zuletzt 82,40 € je t (Stichtag 5. Oktober 2026).
• Beispiel Fuhrpark: Ein Betrieb, der 10.000 l Diesel pro Jahr tankt, verursacht bei 2,65 kg CO₂ je Liter rund 26,5 t CO₂. Über den BEHG-Preis stecken darin 2026 rund 1.460 bis 1.720 € CO₂-Kosten (eigene Rechnung).
• Bilanz: Eingekauftes CO₂ als Betriebsstoff (Kohlensäure, Trockeneis, Schutzgas) gehört in Scope 3, freigesetztes CO₂ aus eigenen Prozessen in Scope 1. Wie Unternehmen ihre gesamte Bilanz aufbauen, erklärt die Seite zum CO₂-Fußabdruck von Personen, Produkten und Unternehmen.
• Raumluft: Die ASR A3.6 verlangt Lüftung ab 1.000 ppm; eine CO₂-Messung in Besprechungsräumen ist eine einfache Maßnahme im Arbeitsschutz.

Wie hoch der Ausstoß einzelner Wege und Flüge ist, lässt sich mit dem goClimate-CO₂-Rechner abschätzen.

Häufige Fragen zu CO₂

Was ist CO₂?

CO₂ ist Kohlenstoffdioxid, auch Kohlendioxid genannt: ein farb- und geruchloses Gas aus einem Kohlenstoff- und zwei Sauerstoffatomen. Es entsteht bei Verbrennung und Atmung und ist das wichtigste vom Menschen freigesetzte Treibhausgas.

Ist CO₂ dasselbe wie Kohlenstoffdioxid?

Ja. CO₂ ist die chemische Formel, Kohlenstoffdioxid die systematische Bezeichnung und Kohlendioxid der gebräuchliche Name. Kohlenmonoxid (CO) ist dagegen ein anderer, giftiger Stoff.

Wie viel CO₂ ist in der Luft?

2025 enthielt die Luft im Jahresmittel 427,0 ppm CO₂, gemessen auf dem Mauna Loa, also rund 0,043 %. Vor der Industrialisierung waren es rund 280 ppm. Die Konzentration steigt um rund 2,6 ppm pro Jahr.

Ab wann ist CO₂ in der Raumluft schädlich?

Ab 1.000 ppm gilt Raumluft als hygienisch auffällig, ab 2.000 ppm als inakzeptabel (Umweltbundesamt, ASR A3.6). Akute Gefahr besteht erst bei mehreren Volumenprozent, etwa in Gärkellern.

Was bedeutet CO₂-Ausstoß?

CO₂-Ausstoß ist die Menge Kohlendioxid, die eine Quelle in einem Zeitraum freisetzt, etwa ein Auto je Kilometer oder ein Land pro Jahr. Deutschland verursachte 2025 vorläufig rund 574 Mio. t CO₂ und 648,9 Mio. t CO₂-Äquivalente aller Treibhausgase.

Warum erwärmt CO₂ die Erde?

CO₂ absorbiert Wärmestrahlung, die die Erdoberfläche abgibt, und strahlt einen Teil zurück. Mehr CO₂ verstärkt diesen Treibhauseffekt. Seit 1750 hat CO₂ den Strahlungsantrieb um rund 2,37 W/m² erhöht (Stand 2025).