Die bordseitige CO2-Abscheidung bietet einen Retrofit-Pfad für bestehende Flotten. In einer Branche, in der die durchschnittliche Lebensdauer eines Handelsschiffs bei 25 bis 30 Jahren liegt, steckt ein erheblicher Teil der globalen Tonnage in Schiffen, die noch zehn oder mehr Betriebsjahre vor sich haben – aber auf konventionellen Brennstoffen laufen. Ein Neubau mit alternativen Antrieben ist für diese Einheiten keine Option; ein vorzeitiger Verkauf ins Recycling wirtschaftlich selten vertretbar. Genau in diese Lücke stößt die Onboard-Carbon-Capture-and-Storage-Technologie (OCCS).
Der Grundgedanke ist bestechend einfach: Das CO2 wird direkt aus dem Abgasstrom des Hauptmotors abgeschieden, an Bord zwischengespeichert und im Hafen abgegeben. So ließe sich ein Teil der Emissionen vermeiden, ohne den Antriebsstrang grundlegend umzubauen. Dass mehrere Technologieanbieter inzwischen Pilotprojekte auf See abgeschlossen haben, verleiht dem Thema zusätzliche Dynamik. Gleichzeitig treibt der regulatorische Druck – EU ETS seit 2024, FuelEU Maritime seit 2025, das IMO-Net-Zero-Rahmenwerk in Vorbereitung – die Suche nach kurzfristig umsetzbaren Maßnahmen voran.
Dennoch sollte man die Erwartungen realistisch halten. OCCS ist kein Ersatz für eine langfristige Kraftstoffstrategie, sondern bestenfalls ein Werkzeug im Übergangszeitraum. Die entscheidende Frage lautet nicht, ob die Technik funktioniert, sondern unter welchen Bedingungen sie wirtschaftlich und logistisch tragfähig ist.
Onboard carbon capture offers a retrofit pathway for existing fleets. In an industry where the average commercial vessel lifespan spans 25 to 30 years, a substantial share of global tonnage sits in ships that still have ten or more operational years ahead – yet run on conventional fuels. A newbuild with alternative propulsion is not an option for these units; premature sale for recycling is rarely justifiable economically. It is precisely into this gap that onboard carbon capture and storage (OCCS) technology is advancing.
The basic idea is compellingly simple: CO2 is separated directly from the main engine exhaust stream, stored temporarily on board and offloaded in port. This would allow a portion of emissions to be avoided without fundamentally redesigning the propulsion train. The fact that several technology providers have now completed pilot projects at sea adds further momentum. At the same time, regulatory pressure – EU ETS since 2024, FuelEU Maritime since 2025, the IMO Net-Zero Framework in preparation – is driving the search for measures that can be implemented in the short term.
Yet expectations should remain realistic. OCCS is not a substitute for a long-term fuel strategy; at best it is a tool for the transition period. The decisive question is not whether the technology works, but under which conditions it is economically and logistically viable.
Technisch relevant sind Platzbedarf, Energiebedarf, Wärmeintegration, Gewicht und Tankanordnung. Wer OCCS ernsthaft prüft, muss diese fünf Parameter für das jeweilige Schiff konkret durchrechnen – generische Herstellerangaben reichen nicht.
Platzbedarf: Ein typisches amin-basiertes Absorptionssystem benötigt einen Absorber- und einen Regenerationsturm, Wärmetauscher, Pumpen und Steuerungstechnik. Auf einem Containerschiff mit begrenztem Deckplatz hinter dem Aufbau kann das eng werden. Bei Bulkern mit großen, offenen Decksflächen ist die Integration oft einfacher – solange die Sichtlinien von der Brücke nicht beeinträchtigt werden.
Energiebedarf: Die Regeneration des Lösungsmittels erfordert Wärme, typischerweise bei 120–140 °C. Kann diese aus dem Abgaskessel oder der Mantelkühlung gewonnen werden, bleibt der parasitäre Energieverbrauch moderat. Muss zusätzlich Dampf erzeugt werden, sinkt die Nettoeffizienz spürbar – bei manchen Konzepten um 10–15 % des Hauptmaschinenoutputs.
Wärmeintegration: Die Integration in die vorhandene Abgasstrecke ist der kritischste Punkt. Scrubber, Economiser, SCR-Katalysatoren und OCCS-Einheiten konkurrieren um denselben Abgasstrom und dieselbe thermische Energie. Ein sauberes Wärmemanagement-Konzept entscheidet über die reale Capture-Rate unter Betriebsbedingungen.
Gewicht und Stabilität: Das abgeschiedene CO2 muss in Drucktanks oder als gelöste Phase (z. B. in Seewasser) gelagert werden. Bei hohen Capture-Raten und langen Seereisen kann die gespeicherte Masse mehrere Hundert Tonnen erreichen. Das hat direkte Auswirkungen auf Tiefgang, Freibord, Stabilität und Frachtkapazität.
Tankanordnung: Die Positionierung der CO2-Speichertanks beeinflusst den Schwerpunkt und muss mit dem Klassifikationsbüro abgestimmt werden. Lösungen mit CO2-Lösung in Seewasser reduzieren den Druck, erhöhen aber das Gesamtvolumen erheblich.
Technically relevant are space requirements, energy demand, heat integration, weight and tank arrangement. Anyone seriously evaluating OCCS must calculate these five parameters concretely for the specific vessel – generic manufacturer data is insufficient.
Space requirements: A typical amine-based absorption system needs an absorber column and a regeneration tower, heat exchangers, pumps and control equipment. On a container ship with limited deck space aft of the accommodation block, this can be tight. On bulkers with large, open deck areas, integration is often simpler – provided bridge sightlines are not compromised.
Energy demand: Solvent regeneration requires heat, typically at 120–140 °C. If this can be recovered from the exhaust gas boiler or jacket cooling, the parasitic energy consumption remains moderate. If additional steam must be generated, net efficiency drops noticeably – on some concepts by 10–15 % of main engine output.
Heat integration: Integration into the existing exhaust gas train is the most critical point. Scrubbers, economisers, SCR catalysts and OCCS units compete for the same exhaust stream and the same thermal energy. A clean heat management concept determines the real capture rate under operating conditions.
Weight and stability: The captured CO2 must be stored in pressure tanks or as a dissolved phase (e.g. in seawater). At high capture rates and on long sea passages, the stored mass can reach several hundred tonnes. This has direct implications for draught, freeboard, stability and cargo capacity.
Tank arrangement: The positioning of CO2 storage tanks affects the centre of gravity and must be coordinated with the classification society. Solutions using CO2 dissolved in seawater reduce pressure requirements but increase overall volume considerably.
OCCS wird wirtschaftlich interessant, wenn hohe Emissionskosten auf Flotten mit längerer Restnutzungsdauer treffen. Die Rechnung ist im Kern einfach: CAPEX für das System plus laufende OPEX (Lösungsmittel, Wartung, Energieverluste, Hafengebühren für CO2-Offloading) gegen eingesparte EU-ETS-Zertifikate und vermiedene FuelEU-Strafzahlungen.
Aktuelle Schätzungen für ein Nachrüstungsprojekt auf einem Capesize-Bulker liegen bei 8–15 Mio. USD CAPEX, je nach Capture-Rate und Systemkomplexität. Die laufenden Kosten werden häufig unterschätzt: Lösungsmittelverluste, regelmäßige Wartung der Absorber-Kolonnen, CO2-Offloading-Infrastruktur im Hafen und der Effizienzverlust durch parasitären Energiebedarf summieren sich auf geschätzte 30–60 USD pro Tonne vermiedenem CO2.
Dem gegenüber stehen EU-ETS-Zertifikatspreise, die sich in den letzten Jahren zwischen 50 und 100 EUR pro Tonne bewegt haben. Ab 2026 müssen Reeder 100 % der EU-Intra-Emissionen abdecken. Wenn der Zertifikatspreis über den marginalen Abscheidungskosten liegt, entsteht ein positiver Business Case – aber nur, wenn die gesamte Kette funktioniert, einschließlich verlässlicher CO2-Abnahme im Hafen.
Was in vielen Wirtschaftlichkeitsrechnungen fehlt: Off-Hire-Zeiten für Nachrüstung (typisch 3–6 Wochen), der Ladungsverlust durch zusätzliches Gewicht an Bord und die Unsicherheit über den langfristigen CO2-Abnahmepreis. Wer nur die optimistischen Herstellerszenarien rechnet, unterschätzt das Risiko.
OCCS becomes economically interesting when high emission costs meet fleets with longer remaining service lives. The calculation is simple at its core: CAPEX for the system plus ongoing OPEX (solvent, maintenance, energy losses, port charges for CO2 offloading) versus saved EU ETS allowances and avoided FuelEU penalty payments.
Current estimates for a retrofit project on a Capesize bulker range from USD 8–15 million CAPEX, depending on capture rate and system complexity. Operating costs are frequently underestimated: solvent losses, regular maintenance of absorber columns, CO2 offloading infrastructure in port and the efficiency loss from parasitic energy demand add up to an estimated USD 30–60 per tonne of avoided CO2.
Against this stand EU ETS allowance prices, which have moved between EUR 50 and 100 per tonne in recent years. From 2026, shipowners must cover 100 % of EU intra-voyage emissions. When the allowance price exceeds the marginal capture cost, a positive business case emerges – but only if the entire chain works, including reliable CO2 offtake in port.
What is missing from many economic assessments: off-hire time for retrofit (typically 3–6 weeks), cargo loss due to additional weight on board and uncertainty about the long-term CO2 offtake price. Those who calculate only the optimistic vendor scenarios underestimate the risk.
OCCS eignet sich am besten für Schiffe mit planbaren Fahrtgebieten und ausreichenden Raumreserven. Konkret kristallisieren sich drei Segmente heraus:
Große Bulker auf festen Routen: Capesize- und VLOC-Einheiten, die regelmäßig zwischen denselben Häfen verkehren (z. B. Brasilien–China, Australien–Japan), bieten planbare Offloading-Punkte und haben Decksfläche. Die gleichmäßigen Lastprofile begünstigen eine stabile Capture-Rate.
Tanker im EU-Verkehr: VLCCs und Suezmaxe, die regelmäßig EU-Häfen anlaufen, unterliegen dem EU ETS. Bei einer Restlaufzeit von zehn oder mehr Jahren und fehlender realistischer Fuel-Switch-Option wird OCCS zum Kandidaten für eine Übergangsmaßnahme.
RoRo- und ConRo-Schiffe auf Kurzstrecken: Einheiten mit häufigen Hafenanläufen könnten von regelmäßigem CO2-Offloading profitieren, sofern die Hafeninfrastruktur vorhanden ist. Hier ist allerdings der verfügbare Platz oft der limitierende Faktor.
Weniger geeignet sind Schiffe im Tramping-Betrieb mit wechselnden Destinationen, da die CO2-Offloading-Infrastruktur nicht an jedem Hafen verfügbar sein wird. Ebenso problematisch sind Einheiten mit geringer Restlaufzeit, bei denen sich die hohe Anfangsinvestition nicht mehr amortisiert.
OCCS is best suited to vessels with predictable trades and sufficient space reserves. Three segments are crystallising in particular:
Large bulkers on fixed routes: Capesize and VLOC units that regularly trade between the same ports (e.g. Brazil–China, Australia–Japan) offer predictable offloading points and have deck space. Their consistent load profiles favour a stable capture rate.
Tankers in EU trades: VLCCs and Suezmaxes that regularly call at EU ports fall under the EU ETS. With a remaining service life of ten or more years and no realistic fuel-switch option, OCCS becomes a candidate for a transitional measure.
RoRo and ConRo vessels on short-sea routes: Units with frequent port calls could benefit from regular CO2 offloading, provided port infrastructure exists. Here, however, available space is often the limiting factor.
Less suitable are vessels in tramp trades with changing destinations, since CO2 offloading infrastructure will not be available at every port. Equally problematic are units with limited remaining service life, where the high initial investment can no longer be amortised.
Das dominierende Verfahren für maritime OCCS ist die chemische Absorption mit Aminlösungen, typischerweise auf Basis von Monoethanolamin (MEA) oder proprietären Lösungsmitteln mit geringerem Energiebedarf für die Regeneration. Der Prozess verläuft in zwei Stufen: Im Absorber bindet das Amin das CO2 aus dem Abgas; im Stripper wird das beladene Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur regeneriert und das CO2 freigesetzt.
Für den maritimen Einsatz gibt es wichtige Abweichungen gegenüber stationären Anlagen an Land. Die Schiffsbewegungen – Rollen, Stampfen, Gieren – beeinflussen die Strömungsverteilung in den Kolonnen. Kolonnendurchmesser und Packungshöhen müssen so dimensioniert werden, dass auch bei Seegang eine gleichmäßige Benetzung der Packung gewährleistet ist. Einige Anbieter setzen auf rotierende Packbettabsorber (RPB), die kompakter sind und weniger empfindlich auf Schiffsbewegungen reagieren.
Alternativ zur Aminabsorption werden membranbaiserte Verfahren und die Kalziumlooping-Technologie untersucht. Membranverfahren sind platzsparender, erreichen aber bislang niedrigere Capture-Raten (40–50 %) und sind empfindlicher gegenüber Verunreinigungen im Abgas (SOx, Partikel). Kalziumlooping nutzt Kalkstein als Sorbent und erzeugt hochreines CO2, erfordert aber sehr hohe Temperaturen (850–900 °C) und ist für die Nachrüstung auf Schiffen derzeit nicht praktikabel.
Ein oft übersehener Aspekt ist die CO2-Aufbereitung nach der Abscheidung. Für den Transport und die geologische Speicherung muss das CO2 getrocknet, gereinigt und auf Transportdruck komprimiert oder verflüssigt werden. Die Reinheitsanforderungen hängen vom Abnehmer ab – für EOR (Enhanced Oil Recovery) gelten andere Spezifikationen als für Aquifer-Speicherung. Diese nachgelagerten Anforderungen müssen bereits bei der Systemauslegung berücksichtigt werden.
The dominant process for maritime OCCS is chemical absorption using amine solutions, typically based on monoethanolamine (MEA) or proprietary solvents with lower regeneration energy requirements. The process operates in two stages: in the absorber, the amine binds the CO2 from the exhaust gas; in the stripper, the loaded solvent is regenerated at elevated temperature and the CO2 is released.
For maritime application, there are important differences compared to stationary onshore plants. Ship motions – rolling, pitching, yawing – affect the flow distribution within the columns. Column diameters and packing heights must be dimensioned to ensure uniform wetting of the packing even in heavy seas. Some providers use rotating packed bed absorbers (RPB), which are more compact and less sensitive to vessel motions.
As alternatives to amine absorption, membrane-based processes and calcium looping technology are being investigated. Membrane processes are more space-efficient but so far achieve lower capture rates (40–50 %) and are more sensitive to exhaust gas contaminants (SOx, particulates). Calcium looping uses limestone as a sorbent and produces high-purity CO2 but requires very high temperatures (850–900 °C) and is currently impractical for shipboard retrofit.
A frequently overlooked aspect is CO2 conditioning after capture. For transport and geological storage, the CO2 must be dried, purified and compressed or liquefied to transport pressure. Purity requirements depend on the offtaker – specifications for EOR (Enhanced Oil Recovery) differ from those for aquifer storage. These downstream requirements must be considered during system design.
Die Nachrüstung eines OCCS-Systems verändert den Bordbetrieb grundlegend. Maschinenbesatzungen müssen mit einem neuen Prozesssystem umgehen lernen, das chemische Lösungsmittel, Druckbehälter und zusätzliche Rohrleitungssysteme umfasst. Das bedeutet Schulungsbedarf, angepasste SMS-Verfahren (Safety Management System) und erweiterte Risikobewertungen.
Im Hafenbetrieb kommt ein neuer Arbeitsschritt hinzu: das CO2-Offloading. Dies erfordert Anschlüsse, Sicherheitsperimeter und koordinierte Zeitfenster mit der Hafeninfrastruktur. In Häfen ohne entsprechende Einrichtungen muss das CO2 weiter mitgeführt werden, was die Tankkapazität und die Frachtplanung beeinflusst.
Die Wartung des OCCS-Systems selbst ist nicht trivial. Aminlösungen degradieren über die Zeit, Wärmetauscher verschmutzen, Pumpen und Ventile unterliegen Korrosion durch die saure Umgebung. Ein realistischer Wartungsplan sollte jährliche Lösungsmittelwechsel, halbjährliche Inspektionen der Kolonnen und quartalsweise Überprüfungen der Instrumentierung vorsehen.
Für den Superintendenten bedeutet das: OCCS ist kein „Install and Forget“-System. Es erfordert eine eigene Position im PMS (Planned Maintenance System), dedizierte Ersatzteile an Bord und eine zuverlässige Lieferkette für Verbrauchsmaterialien. Wer das unterschätzt, riskiert, dass die Anlage nach wenigen Monaten mit reduzierter Leistung oder gar nicht mehr läuft.
Retrofitting an OCCS system fundamentally changes onboard operations. Engine room crews must learn to operate a new process system involving chemical solvents, pressure vessels and additional piping systems. This means training requirements, adapted SMS (Safety Management System) procedures and expanded risk assessments.
In port, a new operational step is added: CO2 offloading. This requires connections, safety perimeters and coordinated time windows with port infrastructure. In ports without appropriate facilities, the CO2 must continue to be carried, which affects tank capacity and cargo planning.
Maintenance of the OCCS system itself is non-trivial. Amine solutions degrade over time, heat exchangers foul, pumps and valves are subject to corrosion from the acidic environment. A realistic maintenance plan should include annual solvent changes, semi-annual column inspections and quarterly instrumentation checks.
For the superintendent this means: OCCS is not an “install and forget” system. It requires its own position in the PMS (Planned Maintenance System), dedicated spare parts on board and a reliable supply chain for consumables. Anyone who underestimates this risks the plant running at reduced performance or not at all after a few months.
Die bisherigen Pilotprojekte – unter anderem auf Schiffen von Mitsubishi Shipbuilding, Wärtsilä und Value Maritime – liefern erste belastbare Daten. Value Maritime hat auf mehreren Schiffen Systeme installiert, die CO2 in Seewasser lösen und im Hafen abgeben. Die gemessenen Capture-Raten liegen bei 30–40 %, was deutlich unter den theoretischen Maximalwerten der Aminabsorption liegt, aber den Vorteil geringerer Systemkomplexität bietet.
Mitsubishi hat auf einem Kohle-Bulker ein aminbasiertes System getestet und Capture-Raten von etwa 50–60 % unter realen Seebedingungen erreicht. Die wesentlichen Erkenntnisse waren: Die Wärmeintegration in den vorhandenen Abgaskessel funktionierte besser als erwartet, aber die Schiffsbewegungen reduzierten die Kolonneneffizienz bei schwerem Wetter um 15–20 %.
Was alle Projekte gemeinsam zeigen: Die Technik funktioniert grundsätzlich, aber die realen Capture-Raten liegen unter den Laborbedingungen. Die Logistik der CO2-Abgabe im Hafen ist der am wenigsten entwickelte Teil der Kette. Und die Wirtschaftlichkeit hängt stark von externen Faktoren ab, die der Betreiber nicht kontrollieren kann – Zertifikatspreise, Hafengebühren, regulatorische Anerkennung der abgeschiedenen Mengen.
The pilot projects to date – including those on vessels operated by Mitsubishi Shipbuilding, Wärtsilä and Value Maritime – provide the first robust data. Value Maritime has installed systems on several ships that dissolve CO2 in seawater and offload it in port. Measured capture rates are around 30–40 %, significantly below the theoretical maximum of amine absorption, but with the advantage of lower system complexity.
Mitsubishi tested an amine-based system on a coal bulker and achieved capture rates of approximately 50–60 % under real sea conditions. The key findings were: heat integration into the existing exhaust gas boiler worked better than expected, but ship motions reduced column efficiency by 15–20 % in heavy weather.
What all projects show in common: the technology works in principle, but real capture rates fall short of laboratory conditions. The logistics of CO2 offloading in port is the least developed part of the chain. And the economics depend heavily on external factors beyond the operator’s control – allowance prices, port charges, regulatory recognition of captured volumes.
Bevor ein Betreiber in eine detaillierte Machbarkeitsstudie investiert, helfen fünf Leitfragen bei der Vorauswahl:
1. Restlaufzeit: Hat das Schiff noch mindestens 8–10 Jahre Betriebszeit vor sich? Wenn nein, ist OCCS wirtschaftlich kaum darstellbar.
2. Fuel-Switch-Option: Gibt es eine realistische Alternative (LNG, Methanol, Ammoniak)? Wenn ja, sollte diese zuerst bewertet werden, da sie langfristig robuster sein kann.
3. Handelsgebiet: Fährt das Schiff regelmäßig Häfen an, die CO2-Offloading anbieten oder planen? Ohne verlässliche Abnahmeinfrastruktur ist OCCS operativ nicht durchführbar.
4. Raumreserven: Ist ausreichend Platz für Absorber, Tanks und Hilfssysteme vorhanden, ohne Frachtkapazität unakzeptabel zu reduzieren?
5. Abwärmeverfügbarkeit: Kann der Energiebedarf für die Solvent-Regeneration überwiegend aus vorhandener Abwärme gedeckt werden?
Nur wenn alle fünf Fragen positiv beantwortet werden, lohnt sich eine vertiefte technisch-wirtschaftliche Analyse. In allen anderen Fällen sollten Betreiber ihre Ressourcen auf andere Maßnahmen konzentrieren – Effizienzsteigerung, Speed-Optimierung oder die Vorbereitung auf einen späteren Fuel Switch.
Before an operator invests in a detailed feasibility study, five guiding questions help with pre-screening:
1. Remaining service life: Does the vessel still have at least 8–10 years of operation ahead? If not, OCCS is difficult to justify economically.
2. Fuel-switch option: Is there a realistic alternative (LNG, methanol, ammonia)? If so, this should be evaluated first, as it may be more robust in the long term.
3. Trading area: Does the vessel regularly call at ports that offer or are planning CO2 offloading? Without reliable offtake infrastructure, OCCS is not operationally feasible.
4. Space reserves: Is sufficient space available for absorber, tanks and auxiliary systems without unacceptably reducing cargo capacity?
5. Waste heat availability: Can the energy demand for solvent regeneration be predominantly covered from existing waste heat?
Only if all five questions are answered positively does a deeper technical-economic analysis make sense. In all other cases, operators should focus their resources on other measures – efficiency improvements, speed optimisation or preparation for a later fuel switch.
Unverbindliches Erstgespräch – wir analysieren Ihre Situation und finden den besten Weg.Free initial consultation – we analyze your situation and find the best path forward.
Beratung anfragenRequest Consulting