Vertical Farming
Die Weltbevölkerung wächst...
Heute leben beinahe acht Milliarden Menschen auf unserer Erde. Damit hat sich die Anzahl der Menschen seit 1950 mehr als verdreifacht. Spätestens 2060 sollen mehr als zehn Milliarden Menschen unsere Erde besiedeln.
Mit diesem Wachstum verschärfen sich jedoch auch die Probleme.
Mit diesem Wachstum verschärfen sich jedoch auch die Probleme.
Wohnraum vs. landwirtschaftliche Nutzfläche
Mehr Menschen bedeutet auch, dass mehr Menschen ernährt werden müssen. 2020 waren weltweit beinahe 2,4 Milliarden Menschen von Nahrungsmittelunsicherheit * betroffen. Das sind circa 30 Prozent der Gesamtbevölkerung. Dieser Anteil ist seit 2014 um circa acht Prozent gestiegen.
Gleichzeitig steigt auch der Bedarf an Wohnraum, Industriefläche und Infrastruktur, beispielsweise an Straßen. Das steht im direkten Konflikt zur benötigten landwirtschaftlichen Nutzfläche für die Nahrungsmittelproduktion, die wegen des Klimawandels und der Auswirkung von einseitiger Bewirtschaftung der Böden ohnehin bereits zurückgeht.
Ein Lösungsansatz für diesen Konflikt stellt das Vertical Farming dar.
*Eine Nahrungsmittelunsicherheit liegt vor, wenn Menschen nur eingeschränkt Zugang zu Nahrung haben, weil zum Beispiel das Geld fehlt und Mahlzeiten ausgelassen werden müssen.
Gleichzeitig steigt auch der Bedarf an Wohnraum, Industriefläche und Infrastruktur, beispielsweise an Straßen. Das steht im direkten Konflikt zur benötigten landwirtschaftlichen Nutzfläche für die Nahrungsmittelproduktion, die wegen des Klimawandels und der Auswirkung von einseitiger Bewirtschaftung der Böden ohnehin bereits zurückgeht.
Ein Lösungsansatz für diesen Konflikt stellt das Vertical Farming dar.
*Eine Nahrungsmittelunsicherheit liegt vor, wenn Menschen nur eingeschränkt Zugang zu Nahrung haben, weil zum Beispiel das Geld fehlt und Mahlzeiten ausgelassen werden müssen.
Vertical Farming
Vertical Farming beschreibt eine Methode, um die Nutzung landwirtschaftlicher Flächen effizienter zu gestalten. Bei vertikaler Landwirtschaft werden Nahrungsmittel auf mehreren Etagen übereinander angebaut. Die Produktionsstätten nennt man Vertical Farms.
"Bei Salat sind heute schon "Regalsysteme" mit über 10 Etagen etabliert."
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn*
In modernen Vertical Farms werden die Pflanzen mit LEDs beleuchtet und durch vollautomatisierte Wasser- und Stoffkreisläufe mit allem versorgt, was sie zum Wachsen benötigen.
*Dr. Thorsten Kraska ist Teil der Forschungsgruppe Nachwachsende Rohstoffe und konzentriert sich auf die Entwicklung nachhaltiger Produktionssysteme im Gartenbau.
"Bei Salat sind heute schon "Regalsysteme" mit über 10 Etagen etabliert."
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn*
In modernen Vertical Farms werden die Pflanzen mit LEDs beleuchtet und durch vollautomatisierte Wasser- und Stoffkreisläufe mit allem versorgt, was sie zum Wachsen benötigen.
*Dr. Thorsten Kraska ist Teil der Forschungsgruppe Nachwachsende Rohstoffe und konzentriert sich auf die Entwicklung nachhaltiger Produktionssysteme im Gartenbau.
Vorteile und Nachteile
Der Wunsch nach effizienter, zukunftsweisender und nachhaltiger Landwirtschaft wird immer stärker und dringlicher.
Vertical Farming verspricht ressourcen- und umweltschonende Anbaumethoden für Nahrungsmittel.
Das hochtechnisierte Anbauverfahren bringt jedoch auch Nachteile mit sich.
Hier gilt es Vorteile und Nachteile abzuwägen.
Vertical Farming verspricht ressourcen- und umweltschonende Anbaumethoden für Nahrungsmittel.
Das hochtechnisierte Anbauverfahren bringt jedoch auch Nachteile mit sich.
Hier gilt es Vorteile und Nachteile abzuwägen.
VorteileKlima und Wetter
"Es können Pflanzen angebaut werden, die sonst in der Region wegen des Klimas nicht angebaut werden könnten."
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn
Vertical Farms sind unabhängig vom Klima und dem Wetter. Es gibt keine Ernteausfälle durch Trockenheit oder zu hohe Temperaturen. Ebenso machen sie unabhängig von der zunehmenden Desertifikation* in südeuropäischen Ländern. Durch die Klimasteuerung und Beleuchtung kann außerdem ungeachtet der Jahreszeiten ganzjährig produziert und geerntet werden.
Es kann regional und frei saisonal produziert werden. Der Anbau in der Nähe von urbanen Ballungsräumen kann Transportkosten und -emissionen sparen.
* Desertifikation beschreibt die Zerstörung von natürlichen Ressourcen in Gebieten mit trockenem Klima. Ursache ist die intensive Nutzung des Menschen und der Klimawandel. Diese Flächen werden zu Wüsten, welche landwirtschaftlich nicht nutzbar sind.
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn
Vertical Farms sind unabhängig vom Klima und dem Wetter. Es gibt keine Ernteausfälle durch Trockenheit oder zu hohe Temperaturen. Ebenso machen sie unabhängig von der zunehmenden Desertifikation* in südeuropäischen Ländern. Durch die Klimasteuerung und Beleuchtung kann außerdem ungeachtet der Jahreszeiten ganzjährig produziert und geerntet werden.
Es kann regional und frei saisonal produziert werden. Der Anbau in der Nähe von urbanen Ballungsräumen kann Transportkosten und -emissionen sparen.
* Desertifikation beschreibt die Zerstörung von natürlichen Ressourcen in Gebieten mit trockenem Klima. Ursache ist die intensive Nutzung des Menschen und der Klimawandel. Diese Flächen werden zu Wüsten, welche landwirtschaftlich nicht nutzbar sind.
VorteileRessourceneffizenz
In Vertical Farms werden Flächen nicht nur einmal, sondern gleich mehrfach genutzt. Im Falle von Salaten erfolgt der Anbau beispielsweise auf circa zehn Etagen. Die Flächeneffizienz ist also zehnmal so hoch wie im konventionellen Anbau.
In den geschlossenen Räumen einer Vertical Farm ist die Kontrolle von Schädlingen und Pflanzenkrankheiten einfacher als im Freiland. Es müssen weniger Pflanzenschutzmittel ausgebracht werden, was wiederum die Insekten in der Natur schont.
Ebenfalls kann das Wasser wiederverwendet werden. Es versickern nicht, wie bei der konventionellen Landwirtschaft im Boden und verunreinigt durch den ausgebrachten Dünger das Grundwasser, sondern kann aufgefangen und erneut ausgebracht werden.
"In unserer Anlage haben wir eine Wasserersparnis von 86 Prozent gegenüber der konventionellen Landwirtschaft erzielen können. Zudem verwenden wir keinerlei Pestizide oder ähnliche Stoffe und verzichten dabei auf jegliche landwirtschaftliche Maschinen."
- Timon Scholz, Hydrofarms
Timon Scholz ist Geschäftsführer der Kölner Firma Hydrofarms, welche sich auf den Bau und die Installation von Vertical Farms spezialisiert hat.
In den geschlossenen Räumen einer Vertical Farm ist die Kontrolle von Schädlingen und Pflanzenkrankheiten einfacher als im Freiland. Es müssen weniger Pflanzenschutzmittel ausgebracht werden, was wiederum die Insekten in der Natur schont.
Ebenfalls kann das Wasser wiederverwendet werden. Es versickern nicht, wie bei der konventionellen Landwirtschaft im Boden und verunreinigt durch den ausgebrachten Dünger das Grundwasser, sondern kann aufgefangen und erneut ausgebracht werden.
"In unserer Anlage haben wir eine Wasserersparnis von 86 Prozent gegenüber der konventionellen Landwirtschaft erzielen können. Zudem verwenden wir keinerlei Pestizide oder ähnliche Stoffe und verzichten dabei auf jegliche landwirtschaftliche Maschinen."
- Timon Scholz, Hydrofarms
Timon Scholz ist Geschäftsführer der Kölner Firma Hydrofarms, welche sich auf den Bau und die Installation von Vertical Farms spezialisiert hat.
NachteileNutzbare Pflanzen
Zur Deckung des Kalorienbedarfs in der menschlichen Ernährung werden hauptsächlich kalorienreiche Lebensmittel wie Getreide und Kartoffeln benötigt.
Derzeit ist der Anbau im Vertical Farming auf Salate, Kräuter, Pilze und schnell zu kultivierende Gemüsesorten, wie beispielsweise Tomaten, begrenzt.
"Um den Bedarf an Lebensmitteln komplett decken zu können, müssten aber auch Grundnahrungsmittel wie Getreide und Kartoffeln angebaut werden."
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn
Derzeit ist der Anbau im Vertical Farming auf Salate, Kräuter, Pilze und schnell zu kultivierende Gemüsesorten, wie beispielsweise Tomaten, begrenzt.
"Um den Bedarf an Lebensmitteln komplett decken zu können, müssten aber auch Grundnahrungsmittel wie Getreide und Kartoffeln angebaut werden."
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn
NachteileHohe Anschaffungs- und Energiekosten
Eine Vertical Farm ist ein hochtechnisiertes System. Die Investitionskosten in den Bau einer Farm sind hoch. Auch die Energiekosten für den Betrieb sind hoch. Die LEDs für die Beleuchtung und Versorgungssysteme für die Pflanzen verbrauchen viel Energie. Kommt diese Energie nicht aus erneuerbaren Quellen, ist die Klimabilanz einer Vertical Farm ernüchternd.
Durch die hohen Kosten der Anlage kommt ein hoher Endpreis der Lebensmittel zustande. Die Produktion von Lebensmitteln in Vertical Farms lohnt sich hauptsächlich für hochwertige Gemüse, die einen hohen Preis pro Gewicht erzielen und Pflanzen, die generell nicht regional auf dem Feld angebaut werden können.
"Eine möglichst digitale und technologiebasierte Gestaltung ist zwar beeindruckend, kann die finanzielle Rentabilität der gesamten Unternehmung allerdings relativ schnell negativ beeinflussen."
- Timon Scholz, Hydrofarms
Durch die hohen Kosten der Anlage kommt ein hoher Endpreis der Lebensmittel zustande. Die Produktion von Lebensmitteln in Vertical Farms lohnt sich hauptsächlich für hochwertige Gemüse, die einen hohen Preis pro Gewicht erzielen und Pflanzen, die generell nicht regional auf dem Feld angebaut werden können.
"Eine möglichst digitale und technologiebasierte Gestaltung ist zwar beeindruckend, kann die finanzielle Rentabilität der gesamten Unternehmung allerdings relativ schnell negativ beeinflussen."
- Timon Scholz, Hydrofarms
Konzepte in der Realität
Vertical Farms sind in Deutschland und Europa noch eher eine Seltenheit.
Die größte europäische Vertical Farm wird in Dänemark betrieben. In der Nähe von Kopenhagen werden auf 14 Etagen und 7.000 Quadratmetern ca. 20 Salat- und Kräutersorten angebaut. Sie soll bei voller Auslastung bis zu drei Tonnen Lebensmittel täglich produzieren.
Das Unternehmen Hydrofarms baut in Deutschland Vertical Farms.
"Der neue Standort im Kölner Süden wird ab September aufgebaut und wahrscheinlich gegen Mitte Oktober eröffnet. Dort werden dann auf einer Fläche von 2000 Quadratmetern Gemüse angebaut, was etwa 96.000 Pflanzen pro Monat bedeutet."
- Timon Scholz, Hydrofarms
In zahlreichen Supermärkten stehen kleine Vertical Farms in denen Kräuter und Salate zum direkten Verkauf im Markt angebaut werden.
Vertical Farms werden auch andernorts gebaut:
In Kuwait hat ein Münchener Unternehmen eine Vertical Farm mit ca. 3400 Quadratmetern gebaut. Hier sollen ca. 550 Kilogramm Lebensmittel täglich produziert werden.
In Pennsylvania in den USA wird derzeit die weltweit größte Vertical Farm gebaut. Sie soll ab Anfang 2023 auf über 23.000 Quadratmetern Lebensmittel produzieren.
Die größte europäische Vertical Farm wird in Dänemark betrieben. In der Nähe von Kopenhagen werden auf 14 Etagen und 7.000 Quadratmetern ca. 20 Salat- und Kräutersorten angebaut. Sie soll bei voller Auslastung bis zu drei Tonnen Lebensmittel täglich produzieren.
Das Unternehmen Hydrofarms baut in Deutschland Vertical Farms.
"Der neue Standort im Kölner Süden wird ab September aufgebaut und wahrscheinlich gegen Mitte Oktober eröffnet. Dort werden dann auf einer Fläche von 2000 Quadratmetern Gemüse angebaut, was etwa 96.000 Pflanzen pro Monat bedeutet."
- Timon Scholz, Hydrofarms
In zahlreichen Supermärkten stehen kleine Vertical Farms in denen Kräuter und Salate zum direkten Verkauf im Markt angebaut werden.
Vertical Farms werden auch andernorts gebaut:
In Kuwait hat ein Münchener Unternehmen eine Vertical Farm mit ca. 3400 Quadratmetern gebaut. Hier sollen ca. 550 Kilogramm Lebensmittel täglich produziert werden.
In Pennsylvania in den USA wird derzeit die weltweit größte Vertical Farm gebaut. Sie soll ab Anfang 2023 auf über 23.000 Quadratmetern Lebensmittel produzieren.
Zukunft
"Wenn ein Teil der Lebensmittelproduktion in Vertical Farms verlegt werden könnte, würden dadurch landwirtschaftliche Flächen frei, die bisher für die Produktion ebendieser Pflanzen (Salate, Gemüse) gebraucht werden."
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn
Inwiefern können wir Pflanzen verändern, sodass ein Anbau im Vertical Farming machbar ist?
"In Zukunft könnten Zuchtziele hinzukommen, wie eine reduzierte Höhe oder veränderter Wuchshabitus, um die Pflanzen an das System anzupassen. Ein Ziel könnte auch sein, Pflanzen "zu designen", die einfacher maschinell zu bearbeiten sind."
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn
Inwiefern können wir Pflanzen verändern, sodass ein Anbau im Vertical Farming machbar ist?
"In Zukunft könnten Zuchtziele hinzukommen, wie eine reduzierte Höhe oder veränderter Wuchshabitus, um die Pflanzen an das System anzupassen. Ein Ziel könnte auch sein, Pflanzen "zu designen", die einfacher maschinell zu bearbeiten sind."
- Dr. Thorsten Kraska, Universität Bonn
Impressum
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Ein studentischer Beitrag der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg für www.technikjournal.de von:
Lea Krühler
Jella Dehmer
Redaktion:
Prof. Dr. Katharine Seuser
Prof. Dr. Susanne Keil
Lea Krühler
Jella Dehmer
Redaktion:
Prof. Dr. Katharine Seuser
Prof. Dr. Susanne Keil
Bildquellen
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1. Page Weltbevölkerung: downloaded from www.videvo.net
2. Page Wohnraum vs. landw. Nutzfläche: Photo by Denys Nevozhai on Unsplash
3. Page Vertical Farming: Zur Verfügung gestellt von Infarm
4. Page Einleitung Pro Contra: Lea Krühler
5. Page Klima und Wetter: downloaded from www.pixabay.com
6. Page Ressourceneffizienz: Lea Krühler
7. Page Nutzbare Pflanzen: Lea Krühler
8. Page hohe Anschaffungs- und Energiekosten: Lea Krühler
9. Page Konzepte in der Realität: Lea Krühler
10. Page Zukunft: Lea Krühler
11. Page Zitat: Zur Verfügung gestellt von Dr. Thorsten Kraska
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3. Page Vertical Farming: Zur Verfügung gestellt von Infarm
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Soundquellen
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10. Page Zukunft: Lea Krühler
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Recherchequellen
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1. Page Weltbevölkerung:
- UN DESA (Population Division) (2019): Prognose zur Entwicklung der Weltbevölkerung von 2010 bis 2100 (in Milliarden)*, Statista. Statista GmbH. online verfügbar unter: www.statista.com, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- UN DESA (Population Division) (2019): Weltbevölkerung von 1950 bis 2022 (in Milliarden). Statista. Statista GmbH. online verfügbar unter www.statista.com, zuletzt geprüft am: 27.06.2022
2. Page Wohnraum vs. landw. Nutzfläche:
- FAO. (2021): Anteil und Anzahl der von Nahrungsmittelunsicherheit betroffenen Menschen weltweit in den Jahren 2014 bis 2020 (Anzahl Menschen in Millionen), Statista. Statista GmbH, online verfügbar unter: www.statista.com, zuletzt geprüft am 27.06.2022
3. Page Vertical Farming:
- Bundesinformationszentrum Landwirtschaft (2022): Vertical Farming - Landwirtschaft in der Senkrechten., online verfügbar unter: www.landwirtschaft.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- Interview mit Timon Scholz, Hydrofamrs
4. Page Einleitung Pro Contra:
- Roth, Luisa: Vertical Farming: Salat in Wolkenkratzern und Kräuter ohne Sonnenlicht? online verfügbar unter: www.gartenflora.de, zuletzt geprüft: 18.06.2022
5. Page Klima und Wetter:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- Interview mit Timon Scholz, Hydrofarms
6. Page Ressourceneffizienz:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- Interview mit Timon Scholz, Hydrofarms
- Bundesinformationszentrum Landwirtschaft (2022): Vertical Farming - Landwirtschaft in der Senkrechten., online verfügbar unter: www.landwirtschaft.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
7. Page Nutzbare Pflanzen:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- Roth, Luisa: Vertical Farming: Salat in Wolkenkratzern und Kräuter ohne Sonnenlicht? online verfügbar unter: www.gartenflora.de, zuletzt geprüft: 18.06.2022
8. Page hohe Anschaffungs- und Energiekosten:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- Bundesinformationszentrum Landwirtschaft (2022): Vertical Farming - Landwirtschaft in der Senkrechten., online verfügbar unter: www.landwirtschaft.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- Lasse (2022): Vertical Farming. Überblick: Firmen - Farmen - Forschung & mehr. online verfügbar unter: www.pflanzenfabrik.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- Haus von Eden: Vertical Farming - Das Zukunftskonzept der Landwirtschaft, online verfügbar unter: www.hausvoneden.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
9. Page Konzepte in der Realität:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- Bundesinformationszentrum Landwirtschaft (2022): Vertical Farming - Landwirtschaft in der Senkrechten., online verfügbar unter: www.landwirtschaft.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- Spiegel Redaktion (2020): Europas größte Vertical Farm entsteht in Dänemark, online verfügbar unter: www.spiegel.de, zuletzt geprüft am: 27.06.2022
- Foodmanufacturing Readaktion (2022): online verfügbar unter: www.foodmanufacturing.com, zuletzt geprüft am: 27.06.2022
10. Page Zukunft:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
11. Page Zitate:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- UN DESA (Population Division) (2019): Prognose zur Entwicklung der Weltbevölkerung von 2010 bis 2100 (in Milliarden)*, Statista. Statista GmbH. online verfügbar unter: www.statista.com, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- UN DESA (Population Division) (2019): Weltbevölkerung von 1950 bis 2022 (in Milliarden). Statista. Statista GmbH. online verfügbar unter www.statista.com, zuletzt geprüft am: 27.06.2022
2. Page Wohnraum vs. landw. Nutzfläche:
- FAO. (2021): Anteil und Anzahl der von Nahrungsmittelunsicherheit betroffenen Menschen weltweit in den Jahren 2014 bis 2020 (Anzahl Menschen in Millionen), Statista. Statista GmbH, online verfügbar unter: www.statista.com, zuletzt geprüft am 27.06.2022
3. Page Vertical Farming:
- Bundesinformationszentrum Landwirtschaft (2022): Vertical Farming - Landwirtschaft in der Senkrechten., online verfügbar unter: www.landwirtschaft.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- Interview mit Timon Scholz, Hydrofamrs
4. Page Einleitung Pro Contra:
- Roth, Luisa: Vertical Farming: Salat in Wolkenkratzern und Kräuter ohne Sonnenlicht? online verfügbar unter: www.gartenflora.de, zuletzt geprüft: 18.06.2022
5. Page Klima und Wetter:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- Interview mit Timon Scholz, Hydrofarms
6. Page Ressourceneffizienz:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- Interview mit Timon Scholz, Hydrofarms
- Bundesinformationszentrum Landwirtschaft (2022): Vertical Farming - Landwirtschaft in der Senkrechten., online verfügbar unter: www.landwirtschaft.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
7. Page Nutzbare Pflanzen:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- Roth, Luisa: Vertical Farming: Salat in Wolkenkratzern und Kräuter ohne Sonnenlicht? online verfügbar unter: www.gartenflora.de, zuletzt geprüft: 18.06.2022
8. Page hohe Anschaffungs- und Energiekosten:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
- Bundesinformationszentrum Landwirtschaft (2022): Vertical Farming - Landwirtschaft in der Senkrechten., online verfügbar unter: www.landwirtschaft.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- Lasse (2022): Vertical Farming. Überblick: Firmen - Farmen - Forschung & mehr. online verfügbar unter: www.pflanzenfabrik.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- Haus von Eden: Vertical Farming - Das Zukunftskonzept der Landwirtschaft, online verfügbar unter: www.hausvoneden.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
9. Page Konzepte in der Realität:
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- Bundesinformationszentrum Landwirtschaft (2022): Vertical Farming - Landwirtschaft in der Senkrechten., online verfügbar unter: www.landwirtschaft.de, zuletzt geprüft am: 18.06.2022
- Spiegel Redaktion (2020): Europas größte Vertical Farm entsteht in Dänemark, online verfügbar unter: www.spiegel.de, zuletzt geprüft am: 27.06.2022
- Foodmanufacturing Readaktion (2022): online verfügbar unter: www.foodmanufacturing.com, zuletzt geprüft am: 27.06.2022
10. Page Zukunft:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
11. Page Zitate:
- Interview mit Dr. Thorsten Kraska
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Hohe Anschaffungs- und Energiekosten
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