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。
Term explained
oCCS 是 onboard 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。
The big picture
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
從排氣或燃料處理流程分離碳。
淨化、除水、壓縮並符合下游純度。
以液態、溶液、固體碳或礦物形式保存。
以船岸、船對船或 ISO 標準槽櫃方式移交。
以管線、液態二氧化碳(LCO2)運輸船、車輛或鐵路移動。
永久地質儲存或被認可的長期利用。
Technology status
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
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。
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
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。
Retrofit integration
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。
Regulation & value chain
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
Decision gates
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。
是否還有約十年以上可交易壽命?
實際航線是否承擔可量化的碳成本?
哪些靠港點可接收?規格、流量與責任邊界是否確認?
最長航段捕捉量是否裝得下?滿槽後停捕多久?
蒸汽、電力、廢熱、總布置圖(GA)、穩性與貨載代價可接受嗎?
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?
捕捉量、額外耗能、卸岸損失與最終儲存如何稽核?
For surveyors & project managers
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。
Source map
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。