In 2050 werden die Kosten von mit Strom aus Photovoltaik-Anlagen hergestelltem Wasserstoff bei 0,3 bis 0,9 Euro pro Kilogramm liegen, zeigt eine Analyse europäischer Forscher unter Leitung der LUT University. Die Gestehungskosten fallen von heute 0,031 bis 0,081 Euro pro Kilowattstunde auf 0,02 bis 0,05 Euro in 2030 und 0,01 bis 0,027 Euro in 2050.

Eine Gruppe europäischer Forscher unter der Leitung der finnischen Lappeenranta University of Technology (LUT) hat untersucht, wie sich die Investitions- und Betriebskosten von Elektrolyseuren entwickeln werden, in denen Strom aus Photovoltaik-Anlagen eingesetzt wird. Die Wissenschaftler kommen zu dem Ergebnis, dass die Gestehungskosten für den grünen Energieträger von derzeit etwa 0,031 bis 0,081 Euro pro Kilowattstunde auf 0,02 bis 0,05 Euro im Jahr 2030 und 0,01 bis 0,027 Euro im Jahr 2050 sinken könnten.

„Wir erleben ein beispielloses Wachstum bei grünem Wasserstoff, da die Nachfrage nach enorm anzieht und die Kosten im industriellen Maßstab massiv sinken, angetrieben durch sehr kostengünstige Photovoltaik und Elektrolyseure“, sagte Christian Breyer, Professor für Solarwirtschaft am LUT, gegenüber pv magazine. „Für Unternehmen und Länder ergeben sich jetzt enorme Geschäftsmöglichkeiten. Aber nur kluge Entscheidungsträger in Industrie und Politik werden davon profitieren.“

Die Gründe für den Kostenrückgang sehen die Forscher zum einen darin, dass Elektrolyseure, die mit Strom aus großen Photovoltaik-Anlagen betrieben werden, immer günstiger arbeiten können – und zum anderen in niedreren Investitionskosten bei der Photovoltaik selbst. Die Analyse basiert auf historischen Lernraten für beide Technologien und einer Reihe verschiedener Wachstumsszenarien. „Die nivellierten Wasserstoffkosten (Gestehungskosten, LCOH) wurden für fünf europäische und fünf außereuropäische Standorte mit unterschiedlichen Sonneneinstrahlungsniveaus und verschiedenen gewichteten durchschnittlichen Kapitalkostensätzen berechnet“, so die Autoren.

Konkret haben die Forscher die Standorte Helsinki (Finnland), München (Deutschland), Toulouse (Frankreich), Rom (Italien), Malaga (Spanien), Rajasthan (Indien), El Paso (Texas, USA), Westaustralien, Südafrika und die chilenische Atacama-Wüste untersucht.

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In der Übersicht gibt das KNE Empfehlungen aus Verwaltung, Politik und Naturschutz wider, ohne diese zu bewerten. Zudem hat die Organisation Kriterien für eine naturverträgliche Standortwahl zusammengestellt.

Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, dass eine Photovoltaik-Freiflächenanlage als naturverträglich gelten kann? Dazu gibt es viele Positionspapiere und Handreichungen, unter anderem von Naturschutzbund und Bundesverband Solarwirtschaft, vom Bayerischen Landesamt für Umwelt oder vom Umweltministerium Baden-Württemberg. Das Kompetenzzentrum Naturschutz und Energiewende (KNE) hat nun ein Dokument veröffentlicht, das einen Überblick über die wichtigsten Ansatzpunkte und Maßnahmen gibt. Eine Bewertung der Empfehlungen aus Verwaltung, Politik und Naturschutz nehmen die Experten ausdrücklich nicht vor. Die genutzten Quellen sind im Dokument verlinkt.

Das KNE führt in seiner Übersicht eine Vielzahl von Einzelmaßnahmen auf. So sollte zum Beispiel die Bodenversieglung auf maximal zwei Prozent der Fläche, inklusive Gebäude maximal fünf Prozent, beschränkt werden. Höchstens 40 bis 50 Prozent der Freifläche dürfe mit Modulen überstellt werden. Zwischen Modulunterkante und Boden müsse ein Mindestabstand von 80 Zentimetern gehalten werden.

Die zuständigen Behörden sollten eine extensive Bewirtschaftung und ein naturschutzfachliches Pflegeregime mit Pflege- und Entwicklungskonzept vorschreiben. Die Betreiber sind angehalten, gebietsheimisches, artenreiches Saat- und Pflanzgut zu verwenden, wobei auch eine Mahdgutübertragung möglich sei. Ebenso sollten sie Vielfalt bei Relief, Untergrund und Strukturen erhalten und fördern, etwa durch die Anlage von Stein- und Totholzhaufen, Hecken, Rohbodenstellen, Wurzelstubben und Kleingewässern. Eine Beweidung könne die Fläche offen halten.

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Wer soll die vielen Photovoltaikanlagen bauen, Batteriespeicher installieren und Elektroauto-Ladepunkte errichten, die im Zuge der Energiewende notwendig sind. Eine Grafik zeigt eindrucksvoll, wie die Schere zwischen Angebot und Bedarf aufgeht.

Die Schere zwischen Nachfrage nach Installationen von Photovoltaikanlagen Batteriespeichern und Elektroauto-Ladepunkten auf der einen Seite und der Verfügbarkeit von Elektrohandwerkern und- handwerkerinnen auf der andere Seite geht auf. Das zeigt eine grobe Abschätzung von Installion: Ein Standard-Wachstumsszenario für Photovoltaikanlagen auf Dächern sieht zum Beispiel im Jahr 2025 rund 140.000 Installationen, nach rund 85.ooo in 2018. Dazu kommen in 2025 etwa 160.000 Batteriespeicher und 140.000 Elektroladepunkte. Bezüglich eines Referenzjahres 2018 errechnet sich daraus ein Wachstum von 275 Prozent.

Demnach wären in 2025 also grob das 2,75 fache an Installationskapazitäten im Vergleich zum Jahr 2018 nötig. Schreibt man die Entwicklung bei Elektrohandwerkern und Elektrohandwerkerinnen aus der Vergangenheit fort, wächst deren Anzahl bis dahin jedoch nur um 20 Prozent. Entweder müssen diese also mehr als doppelt so effizient arbeiten als in der Vergangenheit, oder es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um mehr Menschen zu diesem Beruf und dieser Tätigkeit zu bewegen.

Jetzt ist allen Beteiligten klar, dass diese Abschätzung sehr grob ist. Allerdings könnte die Diskrepanz zwischen Installationsbedarf und -kapazität nach den neusten Entwicklungen noch größer werden. So dürfte ein höherer jährlicher Zubau auf Dächern notwendig werden als die genannten 140.000 Heim-Photovoltaikanlagen pro Jahr. Um das Klimaziel der Pariser Klimaverträge einzuhalten, ist nämlich ein jährlicher Zubau zwischen 10 und 30 Gigawatt notwendig. Die Gruppe PV Think Tank hat in einem Szenario vorgeschlagen, dass im Jahr 2025 dafür rund vier Gigawatt Photovoltaikzubau auf kleinen Dächern entfallen könnte und weitere drei Gigawatt auf größeren Dächern. Vor einem Jahr war es noch kaum vorstellbar, dass sich die Politik in diese Richtung bewegen würde. Das hat sich geändert. Es werden in 2025 vielleicht doch mehr als 140.000 Photovoltaikanlagen.

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Die neue Bundesregierung müsse in den ersten 100 Tagen unter anderem die Photovoltaik-Ausbauziele an die Klimaziele anpassen und den solaren Eigenverbrauch stärken. Eine Solarpflicht auf Bundesebene hat für den Verband keine Priorität.

Auch wenn SPD, Union, Grüne und Linke in ihren Wahlprogrammen versprechen, den Photovoltaik-Ausbau zu beschleunigen, bleibt der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW-Solar) doch skeptisch – viele der propagierten Instrumente führen in den Augen des Verbandes nicht zum Ziel oder bleiben vage. Der BSW-Solar hat daher nun Eckpunkte für ein Solar-Beschleunigungsgesetz vorgelegt, mit dem die neue Bundesregierung in den ersten 100 Tagen ihrer Amtszeit dem Ausbau der Photovoltaik und auch der Solarthermie Schwung geben soll.

Die von vielen Politikern geforderte Solarpflicht auf Bundesebene ist in den Eckpunkten nicht enthalten – der BSW-Solar betrachtet sie „eher als flankierende Ultima Ratio“. Zudem wendet er sich strikt dagegen, beim Ausbau allein auf die Kräfte des Marktes zu setzen, zumal unter in seinen Augen unfairen Preisbildungsmechanismen.

Bruttozubau von mindestens 20 Gigawatt in 2030

Konkret empfiehlt der Verband unter anderem, den Photovoltaik-Ausbaupfad im EEG für 2022 von derzeit 4,5 auf mindestens 12 Gigawatt zu erhöhen. In den Folgejahren sollte der Pfad jährlich um etwa ein Gigawatt wachsen, um 2030 einen jährlichen Bruttozubau von mindestens 20 Gigawatt und eine insgesamt installierte Leistung von mindestens 200 Gigawatt zu erreichen. Der Ausbaupfad sollte dabei ungefähr hälftig zwischen dem Gebäude- und dem Freiflächensegment aufgeteilt werden.

Um die hohe Förderdegression der letzten Monate im EEG abzufedern, sollten die Vergütungssätze im Rahmen eines 100-Tage-Gesetzes einmalig erhöht werden. Das soll einen Markteinbruch abwenden. Der genaue Wert hänge vom Zeitpunkt des Inkrafttretens und der angestrebten Ausbaumenge ab. Unabhängig davon plädiert der BSW-Solar auch für eine umfassende Reform des Degressionsmechanismus Im Rahmen einer regulären Novelle.

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Bis Ende Juli wurden in diesem Jahr fast 2,9 Gigawatt Photovoltaik-Leistung zugebaut, hat die AGEE-Stat ermittelt. Das sind gut fünf Prozent mehr als im Vorjahreszeitraum.

Auch wenn sich die Sonne in diesem Sommer vielerorts vergleichsweise wenig hat sehen lassen, haben die Photovoltaik-Anlagen in Deutschland bis Ende August mit 40,7 Terawattstunden doch genauso viel Strom erzeugt wie im Vorjahr – hier schlägt sich der Zubau der vergangenen Monate nieder. Das geht aus dem neuen Monatsbericht der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) hervor.

Die gemittelte Globalstrahlung lag im Juli und vor allem im August am unteren Ende der Spannbreite der Jahre 2000 bis 2020. Auch auf das Jahr gesehen war es bisher ziemlich schattig: Die kumulierte Monatssumme der Globalstrahlung belief sich bis Ende August auf 890 Kilowattstunden pro Quadratmeter, im Vorjahr waren es 969 Kilowattstunden.

Im August lieferten die Photovoltaik-Anlagen 6,0 Terawattstunden Strom, genauso viel wie im Vorjahresmonat. Im Juli waren es 7,0 Terawattstunden, gegenüber 6,9 Terawattstunden im Juli 2020. Im Juni dieses Jahres hatte die Photovoltaik mit 8,0 Terawattstunden dagegen einen Rekord aufgestellt.

Während die Photovoltaik in den ersten acht Monaten dieses Jahres also konstant blieb, lieferte die Windenergie deutlich weniger Strom: Die Onshore-Windräder erzeugten bis Ende August 57,7 Terawattstunden, nach 70,3 Terawattstunden im Vorjahreszeitraum. Bei der Offshore-Windenergie waren es 14,9 Terawattstunden (17,2 Terawattstunden in 2020).

Die AGEE-Stat hat auf Basis des Marktstammdatenregisters der Bundesnetzagentur (BNetzA) auch ermittelt, dass in diesem Jahr bis Ende Juli netto insgesamt 2.893 Megawatt an Photovoltaik-Leistung zugebaut wurden, ein Plus von 5,4 Prozent gegenüber dem Vorjahreszeitraum. Allein im Juli kamen 403 Megawatt hinzu. Bei der Windenergie an Land lag der Netto-Zubau in den ersten sieben Monaten dieses Jahres bei 959 Megawatt, knapp zwei Prozent mehr als im Vorjahreszeitraum. Bei der Offshore-Windenergie wurde die letzte neue Anlage im Juli 2020 in Betrieb genommen.

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Die Vorschläge der Netzwerkmitglieder soll in die Wasserstoff-Roadmap der Bundesregierung zur Forschungs- und Innovationspolitik einfließen. Eine umfassende Forschungsagenda bereitet das Netzwerk gerade ergänzend vor.

Die Mitglieder des vor einem Jahr gegründeten Forschungsnetzwerks Wasserstoff haben eine Expertenempfehlung zum Forschungs- und Entwicklungsbedarf entlang der Wertschöpfungskette in der Wasserstoffwirtschaft bis 2025 veröffentlicht. Im Kern steht das Ziel, die Wasserstoffwirtschaft in Deutschland schnell aufzubauen. Dafür müssen dem Netzwerk zufolge bewährte Technologien in möglichst vielen Industrieprozessen eingesetzt werden – durch die Anhebung des technologischen Reifegrads aus dem Prototypenstatus in nachgewiesene wirtschaftliche Systeme. Hierzu sollten Wissenschaft, Industrie, Prüfeinrichtungen und Verbänden eng zusammenarbeiten sowie neue Förderformate weiterentwickelt werden.

Für vier Bereiche empfiehlt das Netzwerk spezifische Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Bei der „Erzeugung von Wasserstoff und Folgeprodukten“ müssten die Verfahren optimiert werden, um Wasserstoff per Wasserelektrolyse oder aus alternativen Quellen zu gewinnen. Nur so könnten die von der Bundesregierung angestrebten Erzeugungskapazitäten von fünf Gigawatt Gesamtleistung bis 2030 erreicht werden. Zudem müssten in der chemischen Industrie die benötigten Grundstoffe sowie fossile Energieträger durch wasserstoffbasierte Folgeprodukte beziehungsweise synthetische Kraftstoffe klimaneutral ersetzt werden.

Im Bereich „Infrastruktur und Systemintegration“ sei systemanalytische Forschung nötig, um Speicher, Pipelines und weitere Infrastrukturelemente zu optimieren. Die Netzwerkmitglieder betonen, dass die Wasserstoff-Speicherung sowie die Transport- und Verteilinfrastruktur das Rückgrat einer ganzjährigen resilienten Energieversorgung bilden. Dafür sei es notwendig, dass Strom-, Gas- und Wasserstoff-Infrastruktur effektiv zusammenwirken. Mit Blick auf die „Nutzung von Wasserstoff“ spielt dem Netzwerk zufolge die stoffliche und energetische Nutzung von Wasserstoff eine entscheidende Rolle. Um Wasserstoff in allen Sektoren als Lösungsoption zu untersuchen, sei eine technologieoffene Forschung gefragt. Im Bereich „Sicherheit, Akzeptanz und nachhaltige Markteinführung“ empfiehlt das Netzwerk unter anderem international einheitliche Normen und Prüfrichtlinien sowie Standards zur sozialen, ökologischen und ökonomischen Nachhaltigkeit, um den Markthochlauf zügig umzusetzen.

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Der Versorger hat nahe Regensburg eine Anlage mit 16 Ladepunkten eröffnet, die je 300 Kilowatt Ladeleistung bieten. Den Ladepark überdacht eine Photovoltaik-Anlage mit 37 Kilowatt Leistung.

Nahezu im Wochentakt will EnBW bis zum Jahresende neue große Schnellladeparks in Betrieb nehmen. Das hat das Unternehmen jetzt im Rahmen der Internationalen Automobilausstellung (IAA) in München angekündigt. Für 2022 sind bislang 24 Anlagen mit mindestens 16 Ladepunkten projektiert, allesamt mit Photovoltaik-Dach. Zudem baut EnBW bis Ende dieses Jahres weitere 150-200 kleinere Schnellladestandorte mit vier bis acht Ladepunkten.

Der Versorger hat zudem jetzt an der A3 bei Wörth, 20 Kilometer östlich von Regensburg gelegen, eine Anlage mit 16 Ladepunkten eröffnet, die je 300 Kilowatt Ladeleistung bieten. Kurz zuvor ging in Unterhaching bei München ein Schnellladepark mit 20 Ladepunkten in Betrieb, in einigen Tagen folgt eine ebenso große Anlage in Erlangen. Am Kamener Kreuz bei Dortmund baut EnBW derzeit den größten öffentlichen Hochgeschwindigkeits-Ladepark Europas mit 52 Ladepunkten.

„Die vielen Neuheiten, die die Automobilhersteller in diesem Jahr auf der IAA präsentieren, sprechen eine eindeutige Sprache: Elektromobilität nimmt deutlich an Fahrt auf“, erklärt Timo Sillober, E-Mobilitäts-Chef bei EnBW. Damit diese Fahrzeuge den Weg von den Messeständen auf Deutschlands Straßen finden, bräuchten sie eine leistungsstarke und vor allem flächendeckende Ladeinfrastruktur. „Deswegen kommt es neben Lademöglichkeiten zuhause und am Arbeitsplatz vor allem auf das öffentliche Schnellladeangebot an. Und das bauen wir weiterhin in hohem Tempo aus.“

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Eine von Agora Energiewende und dem Forum New Economy beauftragte Studie zeigt: Um das Klimaschutzziel für 2030 zu erreichen, müssen Bund, Länder und Kommunen bis 2025 insgesamt 230 Milliarden Euro investieren. Eingeplant sind bislang aber nur 80 Milliarden Euro.

Bund, Länder und Kommunen müssen deutlich mehr Mittel für den Klimaschutz bereitstellen als bisher geplant, um das 2030-Ziel von 65 Prozent Treibhausgasreduktion gegenüber 1990 zu erreichen. Das zeigt eine Studie, die Tom Krebs, Professor für Makroökonomik und Wirtschaftspolitik an der Universität Mannheim, als Leitautor für Agora Energiewende und das Forum New Economy erstellt hat.

Für den Zeitraum von 2021 bis 2025 sind im Rahmen von Klimaschutz- und Konjunkturprogrammen sowie dem Klimaschutz-Sofortprogramm öffentliche Ausgaben von rund 80 Milliarden Euro vorgesehen. Dies entspricht nur gut einem Drittel der in den nächsten fünf Jahren für den Klimaschutz benötigten Investitionssumme, heißt es in der Studie. Bei der Berechnung der Finanzierungslücke wurden in Bundesprogrammen und europäischen Programmen geplante Ausgaben bis 2025 berücksichtigt, nicht aber bereitgestellte Mittel der Kommunen. Diese machen nach Einschätzung der Autoren aber lediglich einen Bruchteil der vorgesehenen Investitionen aus.

Die neue Regierung müsse, egal wer sie stellt, eine öffentliche Investitionsoffensive für die jetzt notwendigen Klimaschutzmaßnahmen auf den Weg bringen, sagt Patrick Graichen, Direktor von Agora Energiewende – sonst drohe eine Verfehlung der Klimaziele.

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Die Förderung wird für Batterie-, Brennstoffzellen- und Batterieoberleitungsbusse gewährt. Der Bund übernimmt 80 Prozent der Mehrkosten gegenüber einem vergleichbaren Modell mit Dieselmotor. Auch für den Aufbau der nötigen Infrastruktur sowie für Machbarkeitsstudien gibt es Geld.

Brüssel sagt Ja: Die EU-Kommission hat das Förderprogramm der Bundesregierung für alternative Antriebe im Personenverkehr beihilferechtlich genehmigt. Das Angebot richtet sich gezielt an Verkehrsbetriebe. Nach derzeitiger Finanzplanung stehen bis 2024 insgesamt 1,25 Milliarden Euro zur Verfügung, für 2025 sollen zusätzliche Mittel folgen. Gefördert werden Batterie-, Brennstoffzellen- und Batterieoberleitungsbusse sowie biomethanbetriebene Busse der Fahrzeugklassen M2 und M3, zudem die dafür erforderliche Infrastruktur sowie Machbarkeitsstudien.

Im Rahmen dieses Programms trägt der Bund 80 Prozent der Investitionsmehrkosten eines Elektro- und Wasserstoffbusses gegenüber einem vergleichbaren Modell mit Dieselmotor – sowie 40 Prozent der Investitionsvollkosten für die zum Betrieb notwendige, nicht öffentliche Infrastruktur. Den gleichen Anteil der Mehrkosten übernimmt der Staat bei Biogas-Bussen. Zudem werden im Rahmen des Programms auch Machbarkeitsstudien gefördert.

Interessenten können Skizzen und Anträge zu den ersten beiden Förderaufrufen bis zum 5. Oktober 2021 (für Investitionsvorhaben) beziehungsweise bis zum 30. November 2021 (für Machbarkeitsstudien) über das Förderportal des Bundes „easy-Online“ einreichen. Mit der Vorbereitung der dafür notwendigen Unterlagen kann sofort begonnen werden, erklärt das Bundesverkehrsministerium.

„Wir wollen, dass bis 2030 die Hälfte der Busse im ÖPNV elektrisch fährt“, sagt Bundesverkehrsminister Andreas Scheuer (CSU). „Das ist unser politisches Ziel aus dem Klimaschutzprogramm. Auch die Hersteller haben die Notwendigkeit erkannt, saubere Alternativen auf die Straße zu bringen.“

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Die Photovoltaik-Windkraft-Anlagen sollen künftig entlang des Autobahnnetzes in großem Maßstab sauberen Strom liefern, wobei die Solarmodule die Straßen überdecken und mit vertikalen Windkraftgeneratoren kombiniert werden. Zwei Pilotprojekte hat Energy Pier nun auf den Weg gebracht.

Die Swiss Energy Pier Group will sich an eine ganz neue Kombination aus Photovoltaik und Windkraft wagen. Ingenieur Laurent Jospin von dem Schweizer Unternehmen veröffentlichte seinen Vorschlag, mit dem zunächst in der Schweiz die Energiewende vorangetrieben und eine Ökostrom-Lücke vermieden werden soll. Konkret geht es um Kombikraftwerke aus Photovoltaik und Windkraft, die entlang des Autobahnnetzes des Landes entstehen sollen. Die Lösung basiere auf bewährter Technologie, so Energy Pier.

Konkret sehen Jospins Pläne vor, möglichst große Flächen der Autobahnen mit Solarmodulen zu überdachen. Die Installation von mehreren tausend Quadratmetern Photovoltaik sei auf diese Weise möglich. „Die Module sind so konzipiert, dass sie einen möglichst hohen Wirkungsgrad haben und während der Lebensdauer der Anlage mehrmals ausgetauscht werden können, damit die Gesamtanlage immer auf der Höhe des technologischen Fortschritts bleibt“, heißt es von Energy Pier. Zum Windkraftwerk wird erklärt: „Die tragende Struktur ist so konzipiert, dass sie einen Beschleunigungseffekt der Luftbewegung erzeugt, die so zu einer Energiequelle – und von den Energy Pier „AnemoGen“-Generatoren genutzt – wird; diese sind auf beiden Seiten der tragenden Säulen installiert.“ Die Generatoren habe das Schweizer Unternehmen selbst entwickelt und sie seien zum Patent angemeldet. Die Rotorblätter könnten selbst bei geringen Luftströmen Energie aufnehmen und über den Generator Strom erzeugen. Das „AnemoGen“-System gebe es in verschiedenen Größen, um Up- und Downstream-Luftströme nutzen zu können, heißt es weiter.

Der Vorschlag von Energy Pier sieht vor, dass an jedem Kilometer einer vierspurigen Autobahn, zwischen 22.000 und 30.000 Solarmodule installiert werden könnten. Dazu kämen bis zu 320 „AnemoGen“-Generatoren und 162 Pfeiler. Damit ließen sich in der Schweiz mindestens 12,5 Gigawattstunden Solarstrom und 18,8 Gigawattstunden Windenergie jährlich erzeugen. Die Mindestlebensdauer der Kombikraftwerke ist Energy Pier zufolge auf 150 Jahre angelegt.

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