冷凍や空調などにおいて、一般的に自然界に存在する物質の中で冷媒となりうる物質の総称。アンモニアやイソブタン、プロパンやプロピレン、炭酸ガス、空気、水などが自然冷媒として利用される。冷媒としては、フロンがその安定性や安全性により広く使われてきたが、1987年にオゾン層破壊物質に関するモントリオール議定書が採択されるなど、オゾン層破壊物質であるフロンに対する規制が強まり、フロンを用いない冷媒への関心が高まっている。自然冷媒は、オゾン破壊係数がゼロであるのはもちろん、代替フロンと違って地球温暖化係数も低いなどの利点がある。しかし、プロパンやアンモニアなどはエネルギー効率が良いという反面、可燃性や毒性があって安全性に問題があるほか、空気はエネルギー効率が超低温域以外では劣るなど、さまざまな課題がある。炭化水素ガスは可燃性のため安全性を懸念する声もあったが、近年の技術の進歩により、ドイツなどヨーロッパの冷蔵庫メーカーが製品の実用化、拡販に成功している。欧米では、地球環境問題への対策として、可燃性・毒性がなく、自然界に多く存在する経済的な二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒として活用することが見直され、自動車用エアコンなどを中心に研究が進んでいる。ＣＯ2冷媒は従来の冷媒に比べて数倍もの高い動作圧を必要とするため、高圧下での高効率なコンプレッサの開発が重要な課題となってきたが、メーカー各社の製品開発が進んでいる。自然冷媒冷凍装置の導入費用は従来の製品に比べて高額になることから、冷凍倉庫、食品産業や各種化学プラントでの冷凍装置としては、なかなか普及が進んでいないのが現状だ。環境省では、自然冷媒冷凍装置と従来型のフロン冷媒冷凍装置の導入費用の差額に対して補助を行うなどして、自然冷媒冷凍装置の普及を支援し、エネルギー起源ＣＯ2の排出削減を図っている。2007年度には、フロン類の排出による温室効果の削減を目指す「省エネ型低温用自然冷媒冷凍装置の普及モデル事業」を行った。
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