Lachgas, Distickstoffmonoxid (N2O – englische Bezeichnung Nitrous Oxide), ist ein farbloses Gas, in älterer Literatur auch als Stickoxydul beziehungsweise Stickoxidul bezeichnet. N2O ist als Treibhausgas etwa 300mal so wirksam wie CO2. Neben dem Ausstoß von CO2 und Methan sind Lachgasemissionen mit die wichtigsten Ursachen für den Klimawandel und tragen aktuell etwa sechs Prozent zur Erderwärmung bei. Verantwortlich dafür ist vor allem der übermäßige Einsatz von Stickstoffdüngern in der Landwirtschaft. Nur etwa 40 Prozent des heute weltweit mittels Kunstdünger in die Natur eingebrachten Stickstoffs wird tatsächlich von Nutzpflanzen aufgenommen. Daneben entsteht Lachgas vor allem durch natürliche Prozesse.
Verglichen mit der konventionellen Landwirtschaft entstehen bei der ökologischen Landwirtschaft rund 40 % weniger Lachgas pro Hektar. Weitere mögliche Quellen sind photochemische Reaktionen in der Stratosphäre und Troposphäre sowie die Bildung durch Katalysatoren. Stickstoffdünger wird unter bestimmten Bedingungen in Distickstoffmonoxid umgewandelt. Dabei wird normalerweise N2O im Boden enzymatisch abgebaut. Bei dem ablaufenden biochemischen Prozess spielt das kupferhaltige Enzym Distickstoffmonoxid-Reduktase eine wichtige Rolle, da es N2O zu N2 umsetzt. Dieses Enzym reagiert auf Sauerstoff allerdings hochgradig empfindlich und fällt in der Reaktionskette häufig aus. Das ist der Grund dafür, dass große Mengen an N2O aus gedüngten Ackerflächen freigesetzt werden. So werden beim Anbau von Energiepflanzen, wie Raps, bedingt durch die verstärkte Düngung, insbesondere im Winter, größere Mengen Distickstoffmonoxid freigesetzt. Die N2O-Emissionen aus dem Rapsanbau entsprechen dabei denen des sonstigen Feldbaues. Dennoch fällt – bezogen auf die N2O-Emissionen – die Klimabilanz des Raps damit negativer aus als die von Benzin.
Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass auch Maßnahmen zur Senkung der Stickoxidemissionen aus Verbrennungsprozessen zu einer teilweise erheblichen Zunahme der Lachgasemissionen führen. Zum Beispiel findet man bei Kraftwerken mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung, die verfahrensbedingt geringe Stickoxidemissionen aufweisen, sehr große Lachgasemissionen. Ähnliches gilt bei Kraftfahrzeugen mit geregeltem Drei-Wege-Katalysator, über deren Auswirkungen auf das globale N2O-Budget noch Unsicherheit besteht. Da der Anteil der Katalysatorfahrzeuge aktuell weltweit ansteigt, kann in den nächsten Jahren beim Einsatz der heutigen Dreiwegekatalysatoren mit einem deutlichen Anstieg der Kfz-bedingten N2O-Emissionen gerechnet werden. N2O entsteht außerdem bei der Abgasnachbehandlung in Dieselmotoren mittels selektiver katalytischer Reduktion. In der chemischen Industrie ist die Adipinsäuresynthese (Polyamid-Vorprodukt) ein Lachgas freisetzender Prozess, der im Treibhausbudget der Unternehmen gelistet wird und auch ein Ziel von Reduktionsanstrengungen ist. Lachgas kann sich auch an Festkörperoberflächen unter Normalbedingungen bilden. Erstmals wurde dies an einem Salzsee in der Antarktis beobachtet.
Diesen Quellen steht als Senke insbesondere der photochemische Abbau in der Stratosphäre mit etwa 20,5·Mio. t/a gegenüber.
Durch die Lage seiner IR-Absorption in einem atmosphärischen Fenster und seine große atmosphärische Verweilzeit von etwa 120 Jahren hat N2O hohes Treibhauspotenzial. Sein Beitrag zur globalen Erwärmung über den Treibhauseffekt beträgt knapp 10 %. Die N2O-Emissionen beim Anbau von Ölsaaten für Biokraftstoffe macht deren Beitrag zum Klimaschutz vollständig zunichte. Durch seinen Abbau in der Stratosphäre erhöht Lachgas dort die Konzentration von NOx, das katalytisch Ozon abbaut. Unter den anthropogenen ozonschädlichen Emissionen ist Lachgas mittlerweile bedeutender als alle Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) zusammen.
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