← 海事筆記 | 首頁 關於我 管理筆記
Maritime decarbonisation knowledge guide

船上碳捕捉與儲存現有船舶值得改裝嗎?

多數現有船在未來十多年仍須使用含碳燃料,而節能措施無法將排放降至零,零/近零排放燃料的供應也尚未普及。因此,船舶安裝 oCCS,是為了在排氣離開煙囪前捕捉 CO2,降低實際排放與碳成本,並維持現有船在日益嚴格的減碳規範下繼續營運;捕捉後的 CO2 還必須安全儲存在船上,並於靠港後卸岸送往永久儲存或合格利用,才能形成真正的減排。

分享此篇

船上碳捕捉示意圖 排氣從船舶煙囪流向碳捕捉模組,再經壓縮與液化後儲存在甲板儲槽。 CAPTURE 吸收與再生 CO2 EXHAUST ONBOARD STORAGE
排氣預處理 → 捕捉 → 壓縮/液化 → 儲存 示意圖,非比例
TRL 7–8胺液燃燒後捕捉的海事成熟度
30–40%目前商業案例常見捕捉率
15–30%胺液系統常見能源/燃油懲罰區間
10+ 年較可能支持投資回收的剩餘壽命

Term explained

oCCS 是什麼意思?

oCCSonboard Carbon Capture and Storage 的縮寫,中文通常稱為「船上碳捕捉與儲存」。小寫的 o 強調系統設置於船上;它不只負責捕捉 CO2,也包含將 CO2 調質並暫存在船上,直到靠港後交給下游處理。

oonboard在船上進行
CCCarbon Capture從排氣或燃料流程捕捉碳
SStorage調質後暫存,等待卸岸

The big picture

船東為什麼必須現在評估 oCCS?

船東面對的不只是環保議題,而是船舶在剩餘壽命內能否繼續有競爭力地營運。碳排放已逐漸成為直接營運成本,船舶營運碳強度指標(CII)、區域碳價與租船市場也持續提高減碳壓力;然而替代燃料的供應、價格與港口基礎設施仍不確定,許多現有船也不適合進行全面燃料改裝。oCCS 因而成為船東保護資產價值、降低部分碳曝險並爭取燃料轉型時間的重要選項。

01

能源效率

船體、螺槳、節能裝置、混合動力與航線最佳化,先減少每一海里的能源需求。

02
H2

更換燃料

從燃料端降低生命週期碳強度,但受燃料供應、儲槽、主機、安全與資產剩餘壽命限制。

03
C

船上碳捕捉

不一定更換既有燃料與主機,而是在燃燒後或燃燒前將碳分離、儲存並送入下游碳鏈。

Why owners care

對船東而言,必要性來自四種壓力

若一艘船還有十年以上壽命,又經常航行於碳定價區域,等待所有替代燃料完全成熟,可能意味著多年持續支付碳成本,甚至提早失去租船與營運競爭力。

01|COST碳排已成為現金成本

歐盟排放交易體系(EU ETS)等制度,讓每一噸排放逐步反映在碳排配額、附加費與航次成本中。符合條件的捕捉量,可能降低部分碳成本曝險。

02|ASSET保護船舶剩餘價值

中齡船往往太年輕而不適合報廢,卻又可能太舊而不值得全面改用新燃料。oCCS 可降低提前商業淘汰的風險。

03|TIME爭取燃料轉型時間

先保留既有主機與燃料配置,讓船東延後不可逆的燃料選擇,等待綠色燃料供應、價格與加注網路更成熟。

04|MARKET維持租船與融資競爭力

貨主、租家與金融機構愈來愈關注實際碳強度。可驗證的減排能力有助於降低船舶被高碳市場排除的風險。

必要評估,不等於每艘船強制安裝。 對剩餘壽命短、碳價曝險低或沒有 CO2 卸岸路徑的船,現階段可能不具投資合理性;但對剩餘壽命長、歐洲經濟區(EEA)航線曝險高、靠港固定且能建立下游碳鏈的船,oCCS 已是不能忽略的策略選項。

最重要的判斷原則:裝上一套捕捉設備不等於已經減排。只有當 CO2 被可靠量測、安全儲存、卸岸、運輸並進入被法規認可的永久儲存或利用路徑,捕捉量才可能轉化為合規價值與船東收益。

How it works

從煙囪到永久儲存

完整 oCCS 並不是一部機器,而是一條由船舶、港口、運輸業者與儲存場共同完成的六段鏈條。

捕捉

從排氣或燃料處理流程分離碳。

調質

淨化、除水、壓縮並符合下游純度。

船上儲存

以液態、溶液、固體碳或礦物形式保存。

卸岸

以船岸、船對船或 ISO 標準槽櫃方式移交。

陸上運輸

以管線、液態二氧化碳(LCO2)運輸船、車輛或鐵路移動。

最終結果

永久地質儲存或被認可的長期利用。

鏈條強度由最弱的一環決定。 2026 年的主要弱點集中在港口接收、規格相容、跨境法規,以及可稽核的監管鏈(chain of custody,即 CO2 從船上捕捉、移交、運輸到最終儲存的完整流向與責任紀錄),而不是單純的捕捉化學。

Technology status

真正成熟的方案仍很集中

目前最成熟、且已有 LR 船級商業案例的是胺液燃燒後捕捉。其他路徑各有潛力,但多數仍處於海事示範、概念驗證或更適合新造船的階段。

Current front-runner

胺液燃燒後化學吸收

排氣先經洗滌與降溫,再進入吸收塔與貧胺液(lean amine,尚可吸收 CO2 的胺液)接觸;吸收 CO2 後形成的富胺液(rich amine)再於再生塔加熱,釋出高濃度 CO2,最後經壓縮、除水與液化進入船上儲槽。

本頁標示 TRL 7–8,表示此路徑已介於操作環境中的系統原型示範,與完整系統經測試、具備資格之間;實際現有船改裝(retrofit)仍須完成船舶特定整合與核准。

TRL 7–8商業安裝可用於現有船改裝需廢熱整合
成熟不代表沒有代價

胺液再生需要大量熱能,且必須處理硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、腐蝕、溶劑老化、胺液逸散、亞硝胺副產物、吸收塔體積,以及約 15–30% 的額外燃油消耗。

技術路徑海事 TRL主要優點主要限制現階段定位
胺液化學吸收
Post-combustion amine
7–8不需改變主機燃料路徑;已有商業與船級案例再生熱、設備體積、溶劑/腐蝕、排氣預處理最成熟
鈣基礦化
Calcium looping
5–6形成固態 CaCO3;免 LCO2 低溫儲槽每 1 t CO2 約形成 2.27 t CaCO3;固體搬運與岸上再生示範中
膜分離
Membrane
4–5無液態化學品;模組化潛力對 SOx、NOx、水分與顆粒敏感;需持續壓差與電力早期
低溫分離
Cryogenic
3–4高純度 CO2;無胺液壓縮/冷凍耗電;低溫脆裂、沸騰液體膨脹蒸氣爆炸(BLEVE)與乾冰風險特定船型
燃燒前重整/熱解
Pre-combustion
4–6處理高濃度碳流;熱解可產固態碳限氣體燃料;氫氣安全、反應器空間與熱管理偏新造船
富氧燃燒
Oxy-fuel
2–3理論捕捉率接近 100%大型製氧裝置、高耗電、純氧火災與主機修改持續觀察

Gross vs. net

捕捉率 ≠ 淨減排率

淨效益 = 捕捉量 − 額外能源排放

若沒有充分利用主機排氣、缸套冷卻水(jacket water)或掃氣冷卻器(scavenge air cooler)的廢熱,捕捉系統新增的燃油消耗會大幅侵蝕減排效果。

90% 捕捉/20% 懲罰約 58% 淨減排
90% 捕捉/15% 懲罰約 63% 淨減排
70% 捕捉/15% 懲罰約 44% 淨減排
35% 捕捉/10% 懲罰約 18% 淨減排

Retrofit integration

最大難題往往不是設備本身

現有船的總布置圖(General Arrangement,GA)、煙囪、艙櫃、配管與電力系統,本來就不是為 oCCS 預留。能否在詳細設計與施工階段真正落地,比原則性認可(Approval in Principle,AiP)階段的圖面上「放得下」更重要。AiP 代表船級社原則上接受概念方向,並不等於詳細設計已完成或已取得最終核准。

01|EXHAUST

排氣路由與旁通

  • 位於清潔、降溫後排氣端
  • 須具備全流量旁通能力
  • 高背壓時自動旁通
  • 上游冗餘背壓量測
02|ENERGY

蒸汽、廢熱與電力

  • 每捕捉 1 kg CO2,胺液再生約需 3–4 MJ 熱能
  • 核對輔鍋爐與廢氣節熱器(economiser)餘裕
  • 壓縮、冷凍、通風與不斷電系統(UPS)負載
  • 納入低負荷與停港情境
03|STORAGE

儲存容量與航程

  • 捕捉率、儲量與航程一起定義
  • 儲槽滿後捕捉即停止
  • 重量、穩性與縱向強度
  • 貨載、標準貨櫃箱位(TEU)及載重噸(DWT)的代價
04|SAFETY

CO2 與胺液安全

  • 低位 CO2 偵測與缺氧監測
  • 強制通風與積聚分析
  • 揮發性有機物(VOC)、酸鹼值(pH)與洩漏偵測
  • 救生設備與集合站(muster station)持續保持可用及可達
05|ESD & MATERIAL

緊急停車與材料

  • 開旁通、停泵、關隔離閥
  • 通風與警報納入因果矩陣(cause & effect)
  • 低溫脆裂與濕 CO2 腐蝕
  • 溶劑、墊片與彈性體相容性
06|GA & CLASS

配管、相鄰與核准

  • 管路佈置、支撐與熱膨脹
  • 滴盤、儲槽相鄰關係與危險區
  • 類比適用《國際散裝化學品章程》(IBC Code)或《國際氣體船章程》(IGC Code)的相關規定
  • 提早處理旗國解釋與豁免
7–8 bar低壓方案,約 −50 °C
15–20 bar中壓方案,約 −26 至 −20 °C
5.18 barCO2 三相點壓力;需避免乾冰
60–70 TEU報告示例:1,470 t LCO2 的空間代價

Regulation & value chain

捕捉 CO2 還不夠,捕捉量也必須符合認列條件

oCCS 同時跨越船級安全、IMO 環境規範、區域碳價、跨境 CO2 運輸、港口接收與最終儲存。這些制度的成熟速度並不一致。

EU ETS

有條件認列

須符合適用的資格、永久性與監測、報告及查證(MRV)要求,並備有完整下游證據;中間損失、岸上再生排放與利用用途仍需清楚歸屬。

FuelEU Maritime

目前未認列

尚未將 oCCS 納入溫室氣體強度與罰則計算。實船專案應持續核對第 30 條檢討的最新進展。

IMO

架構發展中

報告所述 oCCS 環境架構工作目標為 2028,安全暫行指南目標為 2029;早期專案仍需依船級與旗國處理。

London Protocol

地理受限

跨境運送 CO2 至海床下進行地質儲存,原則上需相關締約方接受或暫時適用 2009 年《倫敦議定書》第 6 條修正,且相關國家已締結協定或安排;現階段主要集中北海周邊。

LR class framework

已有工作路徑

EACCS 船級符號、EACCS READY 描述性註記、原則性認可(AiP)與 ShipRight Risk Based Certification(RBC),可形成涵蓋設計、風險評估、施工、試運轉(commissioning)及在役保證的船舶特定工作路徑。

Best-fit segments

不是船型決定一切,而是營運條件

真正的候選船由剩餘壽命、碳價曝險、卸岸可用性,以及船舶能否承受設備與貨載代價共同決定。

較有利的近期候選
  • 歐洲經濟區(EEA)固定航線的中型油輪(MR)/化學品船
  • 液化天然氣(LNG)燃料船與 LNG 運輸船
  • 固定輪轉的貨櫃船
  • 頻繁靠港的短程船、支線貨櫃船(feeder)與客貨滾裝船(RoPax)
有條件成立
  • 超大型油輪(VLCC)/蘇伊士型油輪(Suezmax):空間多但航程長
  • 大型散裝船:減排量大但卸岸頻率低
  • 全球不定期航運(tramp trade):現有碳價曝險較弱
  • 貨櫃船:電力與標準貨櫃箱位(TEU)代價需精算
目前商業案例較弱
  • 剩餘壽命約五年
  • 主要航行於未定價區域
  • 靠港點沒有可信接收鏈
  • 無法接受結構、能源或貨載代價

Decision gates

先確認閉環,再選設備

正確起點不是詢問「哪一家的捕捉率最高」,而是把一艘特定船放進一條特定航線,檢查技術、法規與商業鏈是否能同時成立。

資產壽命

是否還有約十年以上可交易壽命?

否 → 多數情況先不改裝

法規曝險

實際航線是否承擔可量化的碳成本?

只把已確定收益納入基準情境

接收鏈

哪些靠港點可接收?規格、流量與責任邊界是否確認?

沒有具名且已確認的接收路徑 → 不宜作出最終投資決策(FID)

儲存平衡

最長航段捕捉量是否裝得下?滿槽後停捕多久?

以逐航次質量平衡驗證

整合餘裕

蒸汽、電力、廢熱、總布置圖(GA)、穩性與貨載代價可接受嗎?

需要船舶特定概念設計

安全與核准

如何處理危害辨識(HAZID)、危害與可操作性分析(HAZOP)及緊急停機(ESD)要求?船級、旗國與法規解釋又如何解決?

提早啟動原則性認可(AiP)與 ShipRight Risk Based Certification(RBC)

監測、報告與查證(MRV)

捕捉量、額外耗能、卸岸損失與最終儲存如何稽核?

建立可驗證的 CO2 監管鏈

For surveyors & project managers

驗船與專案管理應把力氣放在哪裡?

最容易造成大幅改圖、旗國往返與現場返工的項目,應在概念設計/原則性認可(AiP)階段就開始收斂。

01先鎖定航線與卸岸終點:接收站(terminal)、駁船(barge)或 ISO 標準槽櫃的介面條件,應納入設計基準。
02關閉空間與能源問題:管路佈置、儲槽位置,以及熱能與電力平衡,不能留到施工圖階段才處理。
03把危害辨識與危害分析連到詳細設計:風險控制要能追蹤到閥件、緊急停機(ESD)、通風及因果矩陣。
04將監測、報告與查證(MRV)納入檢驗與試驗計畫(ITP):校正、資料保存、性能漂移、交接計量與儲存證明都需可驗證。

Source map

資料來源與閱讀定位

本頁依 Lloyd's Register《Applying Onboard Carbon Capture & Storage to existing ships》整理,重點是協助讀者快速建立整體框架。

前往 Lloyd’s Register(LR,勞氏船級社)官方專案/研究報告頁面 Applying Onboard Carbon Capture and Storage to Ships 原始文件章節對照
  • Executive summary:pp. 4–9
  • Technology status:pp. 17–25
  • System integration:pp. 27–34
  • Regulatory framework:pp. 35–41
  • The business case:pp. 42–46
  • Developing the carbon value chain:pp. 47–53
  • Conclusions and risk register:pp. 54–57
提醒:這是知識介紹與文件摘要,不是特定船舶的設計核准、法規意見或投資建議。oCCS 法規與港口基礎設施仍快速變動,實際專案應以最新 IMO、EU/UK、旗國、船級、設備商與接收端資料重新確認。原報告內部分時間表的摘要與詳細章節亦有差異,引用時宜再次核對最新官方版本。

覺得有用?分享給同事