Im Februar war bereits die erste Bohrung in rund 340 Metern Tiefe erfolgreich verlaufen. Die beiden Bohrungen werden Teil einer energiesparenden Wärme- und Kälteversorgung der sogenannten 5. Generation für die Gewerbekunden am Standort. Die FUW GmbH, ein Tochterunternehmen der Stadtwerke, und die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG haben gemeinsam die Nutzung von Grubenwasser am Standort MARK 51°7 erkundet und mit der Bohrfirma MND Drilling das Bohrkonzept umgesetzt.

„Wir freuen uns sehr über den erfolgreichen Abschluss der Geothermie Bohrungen. Auf MARK 51°7 wird die Wärmewende Realität! Auch im internationalen Vergleich schaffen wir hier eine sehr innovative und zukunftsweisende Energieversorgung“, erklärt Dietmar Spohn, Sprecher der Geschäftsführung der Stadtwerke Bochum. „Wir werden nun die Planung der Anlagentechnik für die Grubenwasserauskopplung am Bohrplatz sowie für die neue Energiezentrale Ost finalisieren. Dort soll im Grubenwasser enthaltene Wärme- und Kälteenergie mit Wärmepumpen auf das Temperaturniveau gebracht werden, das für die Versorgung der Kunden erforderlich ist.“

„Die Wärmewende anzupacken drängt heute mehr als jemals zuvor. Geothermie vereint alle Eigenschaften, die wir für einen zukunftssicheren Standort benötigen, denn sie ist nachhaltig, regional, wetterunabhängig und unabhängig von Rohstoffimporten wie Öl und Gas,“ unterstreicht Prof. Dr. Rolf Bracke, Leiter des Fraunhofer IEG mit Sitz in Bochum. „Wir freuen uns, zusammen mit den Stadtwerken auf MARK 51°7 diesen überregional bespielhaften Innovationsbeitrag leisten zu können und damit Geothermie, Wärmenetze, Untergrundspeicher und Großwärmepumpen in einem Vorzeigeprojekt für die kommunale Wärmewende in Deutschland zu vereinen.“

Für die Wärmeversorgung soll das rund 30 Grad Celsius warme Grubenwasser der ehemaligen Zeche Dannenbaum über Wärmepumpen auf ca. 45 Grad Celsius erwärmt und anschließend in das Netz abgegeben werden. Auch für die Kälteversorgung der entstehenden Immobilien wird das Grubenwasser genutzt. Dafür wird aus einer Tiefe von etwa 340 Metern ca. 18 Grad Celsius „kaltes“ Wasser gefördert…

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Das kirchliche Wohnungsunternehmen aus Bamberg errichtet vor den Toren Erlangens 44 barrierefreie Mietwohnungen, von denen 30 vom Freistaat Bayern gefördert und auf der Grundlage der einkommensorientierten Förderung (EOF) vermietet werden sollen. Des Weiteren befindet sich eine ambulant betreute Wohngemeinschaft mit zwölf barrierefreien Wohneinheiten und ein Quartiertreff mit öffentlichem Platz in Bau. Die Fertigstellung der 5 Gebäudekörper ist für den Herbst 2022 geplant. Die Gesamtinvestitionssumme für das Projekt beläuft sich auf rund 15 Millionen Euro.

Hohe ökologische Standards

„Die Besonderheit bei der Bebauung der Oberen Büch liegt in der Kombination aus bezahlbarem Wohnraum und hohen ökologischen Ansprüchen in Bau und Gebäudebetrieb. In den Bereichen Energie, Naturschutz, Verkehr und soziale Fairness wurde das Projekt ganzheitlich und nachhaltig geplant. Dies so umzusetzen zu können, ist auch für uns alles andere als alltäglich und eine spannende Angelegenheit“, erklärt Andreas F. Heipp, Vorstand der Joseph-Stiftung.

Eine Wärmeversorgung wird durch Geothermie (Erdwärme) in Kombination mit energieeffizienten Gebäudestandards ermöglicht. Eine regenerative Stromerzeugung mit Fotovoltaikanlage und eine Ladeinfrastruktur für E-Fahrzeuge sind ebenfalls Teil des Konzeptes.

Bürgermeisterin und Gemeinderat stehen hinter dem Vorhaben

Über den Fortgang der Arbeiten freut sich neben Bürgermeisterin Astrid Kaiser auch der gesamte Gemeinderat. Dieser hatte in der Vergangenheit einstimmig beschlossen, das Quartier mit ambitionierten ökologischen und sozialen Standards umzusetzen…

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Senator Jens Kerstan (Präses der Behörde für Umwelt, Energie, Klima und Agrar), Karen Pein, Geschäftsführerin der IBA Hamburg und Michael Prinz, Geschäftsführer von HAMBURG ENERGIE stellten das Projekt Geothermie für Hamburg Wilhelmsburg vor.

Basis der klimafreundlichen Versorgung der Quartiere Wilhelmsburger Rathausviertel, Elbinselquartier und Spreehafenviertel durch HAMBURG ENERGIE ist die Nutzung von natürlicher Erdwärme. Dazu wird in die Tiefe gebohrt und eine Geothermie-Anlage im Wilhelmsburger Hafengebiet errichtet, die heißes Thermalwasser aus einer Tiefe von bis zu 3.500 Metern nach oben holt. Über Wärmetauscher wird die Energie dem Wasser entzogen und in das dezentrale Nahwärmenetz eingespeist. Das abgekühlte Wasser wird zurück in den Entnahmehorizont geleitet. Perspektivisch soll die gesamte Elbinsel von der klimafreundlichen, zuverlässigen und sicheren Energieerzeugung profitieren.

Seit 2008 entwickelt die IBA Hamburg u. a. das räumliche Klimaschutzkonzept „Erneuerbares Wilhelmsburg“ als Antwort auf die Frage nach einer klimaverträglichen Zukunft Hamburgs. Der Energiebunker, der Energieberg Georgswerder und der Energieverbund Wilhelmsburg-Mitte sind schon feste Bestandteile des Klimaschutzkonzeptes „Erneuerbares Wilhelmsburg“. (siehe auch: Klimaschutzkonzept Erneuerbares Wilhelsmburg).

Karen Pein, Geschäftsführerin IBA Hamburg GmbH: „Das Projekt Tiefengeothermie ist ein weiterer wichtiger Meilenstein für das Klimaschutzkonzept „Erneuerbares Wilhelmsburg“. Bei den anstehenden Projekten auf der Elbinsel können wir einen bedeutsamen Beitrag auf Quartiersebene leisten. Dazu gehört ein verantwortungsvoller, ökologisch nachhaltiger Umgang mit Ressourcen und der Umwelt und eine zukunftssichere Energiestrategie.“

Senator Jens Kerstan, Präses der Behörde für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft: „Ich freue mich, dass das Tiefengeothermie-Projekt nun endlich starten kann. Die nahezu unerschöpfliche Heizwärme aus dem Erdinneren kann einen wichtigen Beitrag zur Wärmewende leisten – gerade in einer Metropole wie Hamburg. Mit dem Pilotprojekt wollen wir neue Erkenntnisse gewinnen auch für andere Tiefengeothermie- Standorte in Hamburg und in der Region…

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Im Februar hat die DMT Group aus Essen mit dem Fraunhofer IEG die seismischen Messungen in Hagen, Herdecke, Dortmund und Schwerte erfolgreich umgesetzt. Nach langer Genehmigungs- und Detailplanung im Vorfeld wurden die 2D-Seismik im Feld ausgeführt.

Die Anregungen durch die Vibro-Trucks erfolgte alle 50 Meter entlang der beiden Profilstrecken, wobei je Anregungspunkt acht swipes durchgeführt wurden. Innerhalb von zehn Sekunden wurde die Frequenz der Anregung von 8 Hz auf 80 Hz gesteigert. Die Daten wurden entlang der Profilinien von über 2.000 Geophonen aufgezeichnet und einige Terabyte an Messwerte aufgezeichnet.

Während die erste Profillinie nachts auf der Autobahn A1 vermessen werden konnte, wurde die zweite Linie an zwei Tagen entlang von öffentlichen Straßen und Waldwegen durchgeführt. Ziel der nun folgenden Auswertung in den kommenden Wochen sind vor allem die devonischen Massenkalke, die in Tiefen bis zu 4.000 Metern vermutet werden. Die Daten werden das Verständnis über die Geologie im Raum Hagen enorm erweitern und bilden – im besten Falle – das Fundament für die Planung einer Erkundungsbohrung für tiefe Geothermie in Hagen.

Prof. Rolf Bracke, Leiter der Fraunhofer IEG, »Das ist nicht nur ein Meilenstein für das konkrete Projekt Papierfabrik, sondern auch ein wegweisender Erfolg für die geophysikalische Exploration und die Nutzung tiefer geothermischer Ressourcen in ganz Nordrhein-Westfalen. Wir haben gezeigt, dass Vibro-Seismik auch in Metropolen wie dem Ruhrgebiet als Standardtechnologie ohne größere Beeinträchtigungen umsetzbar ist.«

Dr. Oliver Ritzmann, Projektleiter am Fraunhofer IEG: »Gerade die Dichte an Verkehr und Infrastruktur im Untersuchungsgebiet mussten wir in der Planung adressieren. Im Gespräch mit den Akteuren vor Ort könnten wir jedoch stets gute Lösungen finden, um alle Interessen zu wahren.« Insgesamt sei man aber auf viel Zuspruch an der nachhaltigen Energieform Tiefe Geothermie und ihrer Exploration gestoßen.

Martin Machnik, Projektleiter bei Kabel Premium Pulp & Paper GmbH: »Wir haben alle hier in Hagen-Kabel auf diesen Moment lange darauf hingearbeitet, der erste Anregungspunkt war schon etwas Besonderes. Wir hoffen, dass die Auswertung der aufgezeichneten Messdaten die bisherigen geologischen Annahmen bestätigen und wir den Weg zur Dampferzeugung auf Basis tiefengeothermaler Wärme weiterverfolgen können. «

Über das Projekt

Die Kabel Premium Pulp & Paper GmbH untersucht zusammen mit der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG aus Bochum und dem Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT aus Oberhausen die Möglichkeiten der Erdwärmenutzung aus Tiefen von ca. 4.000 Meter am Standort Hagen…

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Der Strom für den Betrieb der Wärmepumpen wird von den Photovoltaikanlagen auf den Dächern erzeugt. Der Masterplan Klimaschutz der Hansestadt will bis zum Jahr 2050 die Klimaneutralität der Stadt erreichen.

98 Sonden für acht Wärmepumpenanlagen in den Kellern

Wie Wiro-Chef Ralf Zimlich sagte, werden in Kürze im rund 4500 Quadratmeter großen Innenhof des Quartiers 98 Erdwärmesonden in den Boden gebohrt. 116 Meter geht es in die Tiefe. Dann kommen dünne, mit Transportflüssigkeit gefüllte Kunststoffrohre in die Löcher.

Sie leiten die Wärme aus der Erde zu acht Wärmepumpenanlagen in den Kellern, die später alle Häuser versorgen. Dann werden auch nach und nach die alten Gasthermen in den Wohnungen ausgebaut. Es sei ein besonderer Aspekt dieser Entwicklung, dass es im Hansaviertel nicht um Neubauten gehe, sondern um die Umstellung von Altbauten.

Die Wärmeversorgung über Gasthermen wird dann in diesem Wohngebiet der Vergangenheit angehören. Nur an kalten Tagen springt ein Spitzenlastkessel an, der mit klimaneutralem Gas betrieben wird. Zimlich ging davon aus, dass die Energie aus der Geothermie in diesem Bereich für mindestens 80 Jahre Betrieb reicht…

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Eine Erfindung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) könnte nun aber auch hierzulande einen wirtschaftlichen Abbau ermöglichen. Lithium soll dabei minimalinvasiv in Geothermieanlagen aus den Tiefengewässern des Oberrheingrabens gefördert werden.

In tiefen Gesteinslagen unter dem Oberrheingraben liegt ein mineralischer Schatz verborgen: Gelöst in salzigen Thermalwasserreservoiren befinden sich beträchtliche Mengen des Elements Lithium.

„Nach unseren Kenntnissen können es bis zu 200 Milligramm pro Liter sein“, weiß der Geowissenschaftler Dr. Jens Grimmer vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT: „Wenn wir dieses Potenzial konsequent nutzen, dann könnten wir in Deutschland einen erheblichen Teil unseres Bedarfs decken.“

Aktuell ist Deutschland ein Nettoimporteur des begehrten Rohstoffs, der vor allem für die Produktion von Batteriezellen für Elektrofahrzeuge benötigt wird und somit für das Klimaschutzprogramm der Bundesregierung von großer Bedeutung ist. Importiert wird aus den typischen Förderländern Chile, Argentinien und Australien, die mehr als 80 Prozent der weltweiten Produktion auf sich vereinen.

Was eine Nutzung der heimischen Reserven bislang verhinderte, war das Fehlen eines geeigneten Verfahrens, um diese Ressource kostengünstig, umweltschonend und nachhaltig zu erschließen. Gemeinsam mit seiner Forscherkollegin Dr. Florencia Saravia von der Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) am Engler-Bunte-Institut (EBI) des KIT hat Grimmer ein solches Verfahren entwickelt und dieses wurde nun vom KIT zum Patent angemeldet.

„Dabei werden in einem ersten Schritt die Lithiumionen aus dem Thermalwasser herausgefiltert und in einem zweiten Schritt weiter konzentriert, bis Lithium als Salz ausgefällt werden kann“, so Grimmer.

Minimale Umweltschäden beim heimischen Lithiumabbau

Gegenüber den traditionellen Methoden der Lithiumproduktion aus den südamerikanischen Salzseen und den australischen Festgesteinen bietet das Grimmer-Saravia-Verfahren einige entscheidende Vorteile: Genutzt wird die bestehende Infrastruktur von Geothermie-Anlagen, durch die pro Jahr bis zu zwei Milliarden Liter Thermalwasser strömen.

Im Gegensatz zum klassischen Bergbau fällt deshalb kaum Abraum an und der Flächenverbrauch ist minimal. Weil das Thermalwasser nach Gebrauch wieder in den Untergrund zurückgeleitet wird, werden keine schädlichen Stoffe freigesetzt und auch die geothermische Strom- und Wärmeproduktion wird nicht gestört…

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Wärmepumpen und oberflächennahe Geothermie haben sich bereits auf breiter Basis als anerkannte Heizsysteme für Ein- oder Zweifamilienhäuser etabliert. Laut Bundesverband Wärmepumpe betrug der Marktanteil der Wärmepumpe im Jahr 2018 43,7 Prozent und lag damit erstmals bei den genehmigten Wohngebäuden vor der Gasheizung mit 41 Prozent. Dass die oberflächennahe Geothermie darüber hinaus auch enormes Potenzial zur Wärme- und Kälteversorgung gewerblich oder kommunal genutzter Zweckbauten besitzt, war die Kernbotschaft des Informationstags in Marburg.

Versorgungssystemen für Büro-, Gewerbe- und Produktionsgebäude

Dr. Sven Rumohr vom Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) stellte Trends und Potenziale der oberflächennahen Geothermie in Hessen vor. Prof. Dr.-Ing. Lars Kühl von der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaft in Wolfenbüttel gab einen Überblick über die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Geothermie in komplexen Versorgungssystemen für Büro-, Gewerbe- und Produktionsgebäude. Wie dies in der Praxis funktioniert und wie ein mittelständisches Unternehmen innovative Heiz- und Kühlkonzepte für die eigenen Gebäude nutzen kann, demonstrierte Franz Mitsch von der ESM Energie- und Schwingungstechnik Mitsch GmbH. Dessen neu gebaute Produktionshallen und Bürogebäude werden u. a. über Erdsonden geheizt und gekühlt.

Stadtwerke Bad Nauheim versorgt schon 400 Wohneinheiten

Eine Nummer größer ist das Projekt der Stadtwerke Bad Nauheim GmbH, das deren Geschäftsführer Peter Drausnigg vorstellte. Die Stadtwerke werden mittels „Kalter Nahwärme“ rund 400 Wohneinheiten eines Neubauviertels im Süden Bad Nauheims mit Wärme und Kälte versorgen. Mit dem rund 11.200 Quadratmeter großen Kollektorfeld ist es das bislang größte derartige Projekt in Deutschland, das auf diese besondere Form der oberflächennahen Geothermie setzt…

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Knapp ein Jahr nach dem Kauf des Bürogebäudes „Hatrium“ in Unterhaching intensiviert die Schwaiger Group ihre Revitalisierungsmaßnahmen am Gebäude. Nach ersten Refurbishment-Aktivitäten im Foyer folgt ab September der Anschluss an die Geothermieversorgung des Ortes. Dadurch soll künftig die gesamte Wärmeenergie des künftig 29.000 Quadratmeter großen Bürokomplexes mit Erdwärme gedeckt werden. Pro Jahr ergibt das allein im bisherigen Bestand eine Einsparung von 195 Tonnen CO2. 1. Bürgermeister Unterhachings, Wolfgang Geisinger, Geschäftsführer der Geothermie Unterhaching GmbH & Co KG sowie Michael Schwaiger, Geschäftsführer der Schwaiger Group GmbH, haben jetzt einen entsprechenden Vertrag unterzeichnet.

Nach Worten Wolfgang Geisingers, Geschäftsführer der Geothermie Unterhaching GmbH, profitiert der Ort von einer geologischen Besonderheit. Unterirdisch befindet sich ein riesiges einstiges Korallenriff, das heute mit Wasser gefüllt ist. Aus diesem Becken fördert eine 30 Megawatt-Anlage aus 3.500 Metern Tiefe pro Sekunde 120 Liter Wasser mit mehr als 120 Grad Celsius zu Tage. Die Wärmeenergie wird dem Wasser entzogen und das Wasser wieder zurückgeführt (Zeichnung oben)

„Alle reden von Klimawandel. In Unterhaching haben wir in den vergangenen 12 Jahren durch Geothermie rund 250.000 Tonnen CO2 eingespart“, erklärt Wolfgang Panzer, 1. Bürgermeister Unterhachings. Nach seinen Worten werden schon heute gut 14.000 der rund 25.000 Einwohner mit Geothermie versorgt. „Der Anschluss von Bürogebäuden wie dem Hatrium ist ein wichtiger Schritt, den Gesamtwärmebedarf des Ortes noch stärker durch Geothermie zu decken. Im Augenblick sind es 60 Prozent, möglich sind 75 Prozent.“ Michael Schwaiger, Geschäftsführer der Schwaiger Group: „Bekanntlich gehen rund 40 Prozent des hiesigen CO2-Bedarfs auf Immobilien zurück. Neben einer verbesserten Energieeffizienz durch Sanierung spielt die Energiequelle eine wichtige Rolle. In Unterhaching werden wir daher das HATRIUM an die Geothermieversorgung anschließen und unseren Beitrag für die Umwelt leisten.“

Laut Bürgermeister Panzer nutzen auch Unternehmen wie das Lebensmittelunternehmen Develey oder im Nachbarort der Halbleiterhersteller Infineon diese nachhaltige Energiequelle. „Durch die Geothermie können wir die CO2-Bilanz nachhaltig verbessern. Gerade in der aktuellen Diskussion ein sehr wirkungsvoller Ansatz…

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Erdwärme ist nachhaltig und kostenlos

„Geothermie ist nachhaltig und ökologisch sinnvoll, deshalb haben wir uns dafür entschieden, um die vorhandenen Kohleöfen zu ersetzen“, erläutert Sebastian Lott, Regionalleiter von Vonovia. „Hinzu kommt aber noch ein weiterer wichtiger Aspekt: Für die Mieter entstehen lediglich Kosten für Wartung und Betriebsstrom. Die Energie an sich ist kostenlos.“ Geothermie-Anlagen nutzen die in den zugänglichen Teilen der Erdkruste gespeicherte Erdwärme.

Vonovia setzt dabei das mehrfach ausgezeichnete Produkt „Geokoax“ ein, das unter anderem den Deutschen Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU) des Bundesumweltministeriums und des Bundesverbands der Deutschen Industrie (BDI) erhalten hat. Die Technologie ermöglicht das Heizen der Gebäude im Winter und das Kühlen im Sommer. Dabei ist lediglich eine Bohrung auf Brunnenbau-Niveau nötig, je nach Bodenbeschaffenheit zwischen 30 und 50 Meter, somit erheblich weniger tief als im Standardverfahren.

Mit Aufstockung und Umstellung der Energieversorgung geht eine umfassende Modernisierung der Gebäude einher: Aufzüge werden angebaut, Fassaden und – wo notwendig – Fenster energetisch modernisiert. Dabei werden die Richtlinien des Umweltzeichens „Blauer Engel“ eingehalten. Dazu gehört unter anderem eine nachhaltig und mit umwelt- und ressourcenschonenden Materialien ausgeführte Fassadendämmung.

Gesamte Wohnumfeld wird aufgewertet

Florian Herpel, technischer Beigeordneter der Stadt Grevenbroich dazu: „Grundsätzlich ist die Initiative der Vonovia zur Modernisierung und Nachverdichtung des Wohnungsbestandes im Bereich Walter-Rathenau- Straße, Gustav-Stresemann-Straße und Karl-Arnold-Straße (Südstadt) sehr zu begrüßen. Die Maßnahme wertet nicht nur den Gebäudebestand, der umgebaut wird, sondern auch das gesamte Wohnumfeld auf. Der Einsatz alternativer Energieformen wie der Geothermie wird ebenfalls von Seiten der Stadt begrüßt…

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Das Kornhaus in Freiberg unterlag in seiner über 500-jährigen Geschichte den unterschiedlichsten Nutzungen – so hatte es unter anderem als Freiberger Verteidigungsanlage gedient. Ursprünglich wurde der spätgotische Speicherbau von zwei Türmen flankiert; im Südwesten von dem noch heute erhaltenen Kalkturm und im Südosten von dem 1864 abgebrochenen Roter-Hirsch-Turm. Ende des 19. Jahrhunderts wurde das Erdgeschoss zu einer Reithalle umfunktioniert.

Ein Stück Zukunft

Nach dem II. Weltkrieg passierte an dem langsam aber sicher verfallenden Gebäude gar nichts. Im Jahr 2000 gab es einen ersten Anlauf das Kornhaus für die Stadt als Archiv nutzbar zu machen. Lange Jahre als echter Schandfleck verpönt, wurde es in dem Zeitraum von 2013 bis 2015 schließlich aufwendig saniert. Heute befindet sich unter anderem die städtische Bibliothek innerhalb der altehrwürdigen Mauern. „Wir freuen uns, mit dieser Bibliothek gerade auch für unsere Kinder geschaffen zu haben“, so Sven Krüger, Oberbürgermeister der Stadt Freiberg. „Nachhaltige und intelligente Energiekonzepte wie das regenerative Wärmekonzept unseres sanierten Kornhauses sind ein wichtiger Baustein für die innovative Gestaltung unserer Stadt“, betont Krüger.

205 Meter – die tiefsten Erdwärmebohrungen im Freistaat Sachsen

Auf Grund der Gebäudegröße war für die sonst gängigen geothermischen Bohrtiefen von circa 100 Metern an diesem Ort nicht ausreichend Platz vorhanden, deshalb wurde hier mit neun doppelt so tiefen Bohrungen geplant. Vier dieser Sondenanlagen stellen mit 205 Metern die tiefsten Erdwärmebohrungen im Freistaat Sachsen dar…

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