Een boom heeft twee groeicycli: een jaarlijkse- en een levenscyclus.
1. De jaarlijkse cyclus In het voorjaar worden er nieuwe takken en bladeren gevormd. Ook neemt de dikte van de stam en de takken toe. Het belangrijkste bestanddeel van dit nieuwe materiaal is cellulose (C6H10 O5). Bij dit groeiproces worden kooldioxide (CO2), water (H2O) en energie (zonlicht) opgenomen en komt zuurstof (O2) vrij. Dit verloopt volgens de chemisch reactie: 6 CO2 + 5H2O + energie ==> C6H10 O5 + 6 O2.
In het najaar gebeurt er met de afgevallen takken en bladeren precies het tegengestelde: ze verrotten (=verbranden) en hierbij komt de in het voorjaar opgenomen hoeveelheid CO2 grotendeels weer vrij en wordt de daarbij vrijgekomen zuurstof weer opgenomen. Toch is er na een jaarcyclus van aangroeien en weer verrotten een kleine verandering opgetreden: de stam en de niet afgevallen takken zijn iets dikker geworden en hebben daarbij CO2 uit de dampkring opgenomen en zuurstof geproduceerd.
2. De gehele levenscyclus De levensloop van een boom in een oerbos is als volgt: eerst groeit hij op en neemt daarbij een aanzienlijke hoeveelheid CO2 op terwijl hij O2 produceert. Daarna valt hij om en verrot. Daarbij vindt exact het omgekeerde proces plaats. Alles bij elkaar genomen neemt hij in de loop van zijn levenscyclus evenveel CO2 en O2 op als hij afgeeft. Dat is ook in te zien op grond van de wet van behoud van massa: als een boom is opgegroeid en totaal weer verdwenen is er niets veranderd aan de dampkring.
Als je alleen let op de chemische processen van de boom is energieopwekking uit biomassa gunstig voor de reductie van de CO2-uitstoot. Dat geldt zowel voor de jaarlijkse groeicyclus als voor de levenscyclus. Voor de jaarlijkse cyclus geldt dat het voor de dampkring geen verschil maakt of men in het najaar de afgevallen takken en bladeren in de natuur laat verrotten en de daarbij vrijgekomen warmte verloren laat gaan (denk aan hooibroei) of dat men deze takken en bladeren verzamelt en verbrandt in een biomassacentrale. Voor de totale levenscyclus geldt hetzelfde: men kan hout beter verbranden (en de vrijgekomen warmte nuttig gebruiken) dan in de natuur laten verrotten. Zo gezien is het dus gunstig om bomenplantages aan te leggen ten behoeve van elektriciteitsopwekking. En dat geldt natuurlijk ook voor plantages van andere geschikte gewassen.
Maar dat is slechts één kant van het verhaal. In onze overbevolkte wereld komt het gebruik van biomassa in concurrentie met de voedselproductie. Daarnaast kost het verzamelen en transporteren van biomassa veel energie. Dan zijn er nog de uitputting van de grond en het moeilijker zuiveren van de verbrandingsgassen dan bij bijvoorbeeld aardgas. Zonder dit allemaal precies na te rekenen kan men wel inschatten dat het gebruik van lokaal aanwezig afvalhout (gekapte bomen, gesloopte houten huizen, enz.) voor elektricitietsproductie gunstig is, maar mondiaal gebruik op grote schaal niet.
1. Leidt het aanplanten van bossen tot afname van het CO2-gehalte in de dampkring? Er bestaat een relatie tussen de hoeveelheid CO2 in de dampkring en de hoeveelheid CO2 die is opgeslagen in het totale bomenarsenaal op de wereld. Wanneer dit totale arsenaal toeneemt verdwijnt er CO2 uit de lucht. Men kan dus door het extra aanplanten van bomen (dus méér dan vervanging) de CO2 uitstoot door auto's, fabrieken, enzovoort gedeeltelijk of misschien ook wel geheel compenseren. Maar het vermeerderen van het totale bomenarsenaal kan slechts gedurende een beperkte tijd plaats vinden, bijvoorbeeld 100 jaar. Dat betekent dat deze oplossing om de CO2-uitstoot te compenseren niet duurzaam is.
2. Zijn de oerbossen de longen van de wereld?
Voor een individuele boom geldt dus dat hij gerekend over zijn gehele levensloop evenveel CO2 opneemt als hij afgeeft en dat hij evenveel zuurstof produceert als hij opneemt. Hetzelfde geldt voor bijvoorbeeld het Braziliaanse regenwoud in zijn geheel (als het even groot blijft). De slogan "de oerbossen zijn de longen van de wereld" is dus onjuist.
Dit kan men nog sneller op een andere manier beredeneren. De dampkring bevat circa 20% zuurstof en 0.03-0.04% CO2. Bedenken we nu dat de jaarlijkse opname en afgifte van zuurstof door de bossen slechts een fractie is van het CO2-gehalte van de dampkring, dan wordt het duidelijk dat die verwaarloosbaar klein zijn. Ze hebben geen invloed op het zuurstofgehalte van de dampkring.
• Bij het verbranden van biomassa in een elektriciteitscentrale komt globaal evenveel CO2 vrij als bij het verbranden van steenkool. Maar biomassa heeft tegenover steenkool het voordeel dat het bij zijn groei al een grote hoeveelheid CO2 heeft opgenomen (het gaat hier om het CO2-gehalte in de huidige dampkring).
• Als het totale bomenarsenaal op de wereld niet groter of kleiner wordt neemt dit evenveel CO2 en zuurstof op als dat het afstaat.
• Wordt het toale bomenarsenaal groter, dan wordt er CO2 uit de dampkring opgeslagen in hout. Wordt dit arsenaal kleiner, dan komt dit CO2 weer in de dampkring. Het planten van bomen ter compensatie van de CO2-uitstoot is dus niet "duurzaam", want men kan maar gedurende een beperkte tijd (bijvoorbeeld honderd jaar) het bomenarsenaal op de wereld uitbreiden.
De hier besproken stof staat gewoon in de scheikundeboeken van de middelbare school. Bijvoorbeeld: Van Meurs en Baudet: Scheikunde B (achtste druk, 1954), pagina 20: koolstofassimilatie. Dit was een leerboek voor de vierde klas HBS.