在日本产业的可持续发展过程中，无论从经济方面还是从环保方面来看，低碳化是唯一的选择。实现低碳化的选择之一就是构建不依赖化石燃料的产业体系。作为减少二氧化碳（CO2）排放的方式之一，日本提出了碳循环利用的能源体系。作为碳循环利用的能源体系应用的第一备选领域是炼铁工序，为此提出了采用碳循环能源体系的碳循环利用炼铁技术。碳循环利用炼铁技术就是把炼铁工序排出的CO2再生为一氧化碳（CO）和碳等进行循环再利用，从根本上减少炼铁的碳排放量。
为实现这一目标，日本碳循环炼铁研究会研究了将碳循环利用的能源体系和炼铁工艺相结合的碳循环利用炼铁技术应用的可能性。CO2的分解和循环碳能源材料的再生是很重要的。作为循环碳能源材料，从能源密度高低的情况来看，首选的是CO，第二是纯碳。在研究了CO的碳循环方法后，可知CO2在高温电解反应下可以分离出CO和CO2，它作为一种工艺是容易利用的。在一次能源中，高温气冷堆产生的能量大、输出的稳定性好，是备选的装置。对采用高温电解槽电解CO2的方法进行了实验后，发现了实施碳循环炼铁技术的可能性。
另外，碳循环炼铁技术应用于竖炉的结果表明，通过碳循环可减少化石燃料的消耗量和CO2的排放量。在可能采用预还原的情况下，如果金属化率为70%，节约的化石燃料会超过14～30%。
碳循环利用炼铁技术是将炼铁技术和高温气冷堆技术融合的日本所拥有的世界领先的技术，它将成为主导世界炼铁的工艺之一。