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隨著歐盟"２０３０年氣候和能源政策目標"的發布，歐盟各國都推出更為嚴格的環保法規和排放標準，特別是歐盟排放權交易體系（ＥＵ－ＥＴＳ）的成立使各行業碳排放的成本大大增加。在此背景下，高能耗、高污染的歐洲鋼鐵行業不得不將節能減排提升至同增長利潤相等的高度。歐盟鋼鐵業于２００３年建立了歐洲鋼鐵技術平臺（ｅｕｒｏｐｅａｎ ｓｔｅｅｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐｌａｔｆｏｒｍ，簡稱ＥＳＴＥＰ），其成員包括歐洲主要的鋼鐵公司、相關供應商及行業協會，還涵括了相關的大學和科研機構，歐盟委員會和成員國政府也派出代表參與管理委員會的工作。ＥＳＴＥＰ從２００４年開始啟動ＵＬＣＯＳ項目，目標是研究出新的低碳煉鋼技術，使噸鋼ＣＯ２的排放量到２０５０年比現在最好水平減少５０％，從每噸鋼排放２ｔＣＯ２減少到每噸鋼１ｔＣＯ２。ＵＬＣＯＳ項目
主要成員來自歐洲１５國的４８個公司，涉及鋼鐵、氣體、設備制造、冶金工程、科研機構和大學，項目的董事會主席由安賽樂米塔爾公司擔任，董事會成員包括塔塔鋼鐵公司、蒂森克虜伯集團、奧鋼聯、瑞典鋼鐵公司和ＬＫＡＢ公司等。項目分為兩個階段：第一階段（ＵＬＣＯＳ Ｉ，２００４-２０１０年）為理論研究和中試試驗階段，第二階段（ＵＬＣＯＳⅡ，２０１０-２０１５年）為深入開發階段，為技術方案的工業化應用做準備。
在ＵＬＣＯＳ Ｉ理論研究和中試試驗階段（２００４-２０１０年），項目研究人員采用數學模擬和實驗室測試對８０個不同的技術的能源消耗、ＣＯ２排放量、運營成本和可持續性進行了評估，最后選擇了其中４個最有前景的技術做進一步的研究和商業化，即高爐爐頂煤氣循環（ｔｏｐ ｇａｓ ｒｅｃｏｖｅｒｙ－ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ，簡稱ＴＧＲ－ＢＦ）、新型直接還原工藝（ＵＬＣＯＲＥ）、新的熔融還原工藝（ＨＩｓａｒｎａ）和電解鐵礦石（ＵＬＣＯＷＩＮ、ＵＬＣＯＬＹＳＩＳ），此外，開發氫氣和生物質還原煉鐵技術作為這些技術的支撐；在ＵＬＣＯＳⅡ工業示范階段（２０１０-２０１５年），通過對歐洲幾個綜合型煉鋼廠的設備進行改造建立了中試裝置，并對這些方案的工藝、工裝、經濟和穩定性等因素進行了檢驗和完善。
1.爐頂煤氣循環工藝（ＴＧＲ－ＢＦ）
ＵＬＣＯＳ ＴＧＲ－ＢＦ技術工藝有３個主要的特點：（１）使用純氧代替傳統的預熱空氣，從而除去了不必要的氮氣，便于ＣＯ２的捕集和儲存；（２）用真空變壓吸附（ｖａｃｕｕｍ ｐｒｅｓｓ ｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，簡稱ＶＰＳＡ）技術和ＣＣＳ技術將ＣＯ２分離并儲存在地下；（３）由于使用了回收的ＣＯ作為還原劑，減少了焦炭的用量。該工藝較傳統工藝能有效降低２６％的ＣＯ２排放。
ＴＧＲ－ＢＦ工藝共有４種方案，第２種方案的碳減排效果不好已被放棄，其他３種方案均進行了試驗驗證。方案１是將脫碳后的低溫（２５℃）高爐爐頂煤氣與氧氣、煤粉經爐缸風口吹入，脫碳后的高溫（９００℃）爐頂煤氣經爐身風口吹入，碳減排量為２１％。方案３是將脫碳后的高溫爐頂煤氣與氧氣、煤粉經位于爐缸的鼓風口吹入，最高節碳量能夠達到２４％，為了達到這一目標，必須同時在低爐缸理論燃燒溫度和高噴煤比條件下操作高爐［９］。而方案４將脫碳后的高溫爐頂煤氣、氧氣和煤粉以１ ２００℃的溫度吹入位于爐缸的鼓風口。脫碳后的高爐爐頂煤氣（９００℃）經爐身鼓風口吹入，節碳量能夠達到２６％。