ヒートポンプ
ヒートポンプを用いることで、地中熱・大気熱・廃熱などを移動させて給湯・暖房等に利用できる。実働時における環境性能は機器自体の性能のほか、稼働状況・設置地域の気候・駆動に用いる電力の排出原単位等に左右される。稼働条件によっては化石燃料の直接燃焼と比較して温暖化ガスの排出量が増える場合もあり得るが、適切な条件下で利用すれば、省エネルギーや、温暖化ガスの排出量削減が可能である。特に駆動に用いる電力の排出原単位は重要であり、原子力・再生可能エネルギー・ガス複合サイクル火力発電等による比較的低炭素な電力をより多く利用することで環境性能が上がる。省エネルギー技術・地球温暖化への対策技術の1つにも挙げられ、IPCC・国際エネルギー機関・シンクタンク等によって普及が国際的に推奨されている。
日本の条件において大気熱を給湯に用いた場合(エコキュート)は、成績係数(COP)が1.82かつ火力発電のみの平均排出原単位で計算した場合はガス式給湯器よりも排出量が増えるが、日本の電力の平均的な排出原単位の場合や成績係数がより高い(3.16)場合はガス給湯器に勝ると報告されている。
冷蔵庫、冷凍庫、エアコンなどで使われるヒートポンプでは、熱媒体の気化熱および凝縮熱を用いて周辺環境中の空気、水、土、岩と熱のやり取りを行う。熱媒体は機器の用途によって呼び方が変わり、冷却機器であれば冷媒、加熱機器であれば熱媒とも呼ばれる。
熱媒体を用いるヒートポンプによる熱移動では可逆(逆の順番も可能)な発熱現象と吸熱現象を共に利用する。冷暖房では、熱媒体を減圧することにより周囲より温度を下げ室内(冷房時)または屋外(暖房時)の空気から吸熱させる。周囲から吸熱した熱媒体を加圧することにより温度を上げ、屋外(冷房時)または室内(暖房時)の空気に対して発熱させる。熱媒体となる流体を連続的に循環させることが多い。
国際エネルギー機関 (IEA) も需要側対策としてヒートポンプに高い評価を与えている。2008年5月に開催されたエネルギー大臣会合を前にIEAは6月、「エネルギー技術展望 (ETP) 2008」を発表したが、そのなかで持続可能なエネルギーの未来を実現するための三つのシナリオでエネルギー消費量とCO2排出量の見通しについてその戦略を描いている。シナリオの中で、供給サイドと需要サイドにかかわるヒートポンプも盛り込んだ17の主要なエネルギー技術を取り上げ、その開発状況と普及見通しのロードマップを提示した。このETP2008は2005年の英国グレンイーグルズサミットでIEAに課された技術的可能性の検証を求める要請に応えたものであり、7月に開催された北海道洞爺湖サミットに向けたIEAの回答である。
また、IEAの傘下に組織されたエネルギー技術の実施協定に基づく非営利の組織のひとつであるIEAヒートポンプセンター (HPC) では2008年5月に全世界にヒートポンプが普及することによるCO2削減効果が約8%であることを公表している。
一方で、既にスウェーデンのように国際エネルギー機関へ再生可能エネルギーの普及実績として空気熱利用のヒートポンプを計上している国もある。
ヒートポンプの成績係数(COP)は近年のさまざまな要素技術の改善(インバータによる運転制御、冷却ファンの高効率化、熱交換器の性能向上、コンプレッサの改良など)の積み重ねによりここ数年で大幅に向上してきた。主に技術改善を促す二つの背景がある。