为减少CO2排放，日本政府正在积极推进COURSE50项目。所谓COURSE50项目就是通过采用创新技术减少CO2排放和分离、回收CO2，在2050年实现美丽星球项目的简称。50指目标年的2050年。
炉顶煤气循环利用和氢气利用的工艺由对焦炉煤气中的甲烷进行水蒸气改质，使氢增量并利用这种氢进行还原的方法和从高炉炉顶煤气中分离CO2再将炉顶煤气循环利用于高炉的工艺构成。在利用氢时由于制氢需要消耗很多的能源，因此总的工艺评价产生了问题，但该工艺能通过利用焦炉煤气的显热来补充水蒸气改质所需的热能。计算结果表明，由于CO2的分离、固定和氢的利用，高炉炼铁可减少CO2排放30%。氢还原的优点是还原速度快。但由于氢还原是吸热反应，与CO还原不同，因此必须注意氢还原扩大时高炉上部的热平衡。根据理查德图对从风口喷吹氢时的热平衡进行了计算。结果可知，当从风口喷吹的氢的还原率比普通操作倍增时，由于氢还原的吸热反应和风口回旋区温度保障需要而要求富氧鼓风的影响，高炉上部气体的供给热能和固体侧所需的热能没有多余，接近热能移动的操作极限，因此难以大量利用氢。如果高炉具备还原气体的制造功能，并能使用天然气或焦炉煤气等氢系气体，那么利用气体中的C成分就能达到热平衡，还能分享到氢还原的好处。在各种气体中，天然气是最好的气体。在一面从外部补充热能，一面制氢的工艺研究中还包含了优化喷吹量和优化喷吹位置等课题。
如上所述，高炉内的还原可分为CO气体间接还原、氢还原和直接还原，根据其还原的分配比可以明确还原平衡控制、炉顶煤气循环或氢还原强化的方向。根据模型计算可知，在普通高炉基本条件下，CO间接还原为62%、氢还原为11%、直接还原为27%。
在氧气高炉的基础上对炉顶煤气进行CO2分离，由此可提高返回高炉内的CO气体的还原能力，此时虽然CO气体的还原能力会因循环气体量分配的不同而不同，但CO还原会提高到大约80%，直接还原会下降到10%以下。根据喷吹的氢系气体如COG、天然气和氢计算结果可知，在氢还原加强的情况下会交替出现氢还原增加、直接还原下降的情况。另一方面，CO系循环气体产生的上下运动会使输入碳减少，实现低碳炼铁的目标。另外，当还原气体都是从炉身部吹入时，其在炉内的浸透和扩散会影响到还原效果。根据模型计算可知，气体的渗透受动量平衡的控制。在喷吹与风口产生的以CO为主的气体不同的异质气体氢气时，其断面方向的混合扩散对径向矿石层的还原有很大的影响。采用CH4对CO2进行改质，并以炉顶煤气中的CO2作为改质源，还原气体的性状不会偏向氢。
从总的CO2产生量最小化的观点来看，在炉顶煤气循环和氧气高炉的基础上，还要考虑喷吹还原气体时的工艺优化。在2050年实现COURSE50项目后，为追求新的炼铁工艺，还必须对热风高炉的基础概念做进一步的研究。（青山）
