Der Klimawandel und die mangelnde Überwachung von Gewässern sind eng miteinander verflochten. Extreme Wetterereignisse wie Hochwasser sind nur ein Aspekt. Seen und Flüsse beeinflussen auch das Klima, indem sie enorme Mengen an Treibhausgasen freisetzen. Schätzungen zufolge sind sie sogar für bis zu einem Viertel des Kohlenstoffs in der Atmosphäre verantwortlich. (1)

Ein integrierter Ansatz zur Bewältigung dieser Herausforderungen durch ein Frühwarnsystem für Hochwassermanagement und die Messung der Gewässerqualität ist zur Bewältigung dieser Herausforderungen unerlässlich.

Deshalb entwickeln wir WAMO (WAsser MOnitor). Der WAMO ermöglicht, ökologische Risiken früher zu erkennen und kann auf lange Sicht Treibhausgasemissionen aus Gewässern kontrollieren. Durch die Kombination von Klimaanpassungsmaßnahmen und nachhaltiger Gewässerbewirtschaftung kann, durch die von WAMO bereitgestellten Informationen, ein ökologisches Gleichgewicht erzielt werden, das für die Gesundheit unseres Planeten entscheidend ist.

• WAMO ist das einzige Pegelmesssystem, das bei hohen Wasserständen in seiner maximalen Messhöhe variabel ist. Es ist darauf ausgelegt, auch extremen Hochwassern standzuhalten. Kerninnovation: Hochpräzises Satellitennavigationssystem, mit dem wir den Wasserstand in cm-Bereich genau erfassen können. Hierfür verwenden wir kostengünstige Standardhardware, die hohe Messgenauigkeit wird durch unseren selbst entwickelten Korrekturalgorithmus erreicht.
• Autarkes Design macht WAMO mobil und damit flexibel einsetzbar.
• WAMO hat mehrere Kommunikationskanäle, die im Bedarfsfall auch ohne Stromnetz, Mobilfunk und Festnetz funktionieren.

• Auf dem WAMO können Anwendungen zur Messung und Verbesserung der Gewässerqualität betrieben werden, beispielsweise Messonden oder Ultraschall als schnelle Maßnahme zur Bekämpfung einer Blaulagenblüte.

• Das Zusammenführen von Daten verschiedener Erdbeobachtungssatelliten mit Daten des WAMO ermöglicht eine großräumige, kontinuierliche Überwachung von Gewässern bei Hochwasserereignissen sowie zum Erkennen von Veränderungen in der Wasserqualität. Diese erweiterte Datenreichweite verbessert die Präzision von Warnsystemen und unterstützt ganzheitliche Strategien für eine nachhaltige Gewässerbewirtschaftung.

1) Quelle: Chemical and microbial diversity covary in fresh water to influence ecosystem functioning | PNAS

Die e.Ray Europa GmbH mit Sitz in Darmstadt ist spezialisiert auf smarte und nachhaltige Lösungen in den Bereichen Gewässermanagement und Satellitentechnologie. e.Ray hat es sich zur Aufgabe gemacht, Gewässer als Lebensadern der Welt zu schützen und zur Bewältigung des Hochwasserproblems beizutragen.

Hierfür bieten wir ein win-win-win-win für Gesellschaft, Umwelt, Klima und unsere Funder.

e.Ray besteht aus einem starken Team mit langjähriger Erfahrung in den Bereichen Hydrologie, IoT, GNSS, Projektentwicklung und Management. Das Unternehmen wurde vom Business Incubator der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) für die Entwicklung des River Nexus-Projekts ausgewählt, um Echtzeitinformationen über den Zustand von Gewässern zu liefern und gleichzeitig die umliegenden Gemeinden zu unterstützen. Im Jahr 2021 wurden wir Gesamtsieger des Galileo-Preises in Hessen und weltweit.  

Abgesehen von Hochwasservorsorge und innovativen Lösungen zur Daseinsvorsorge in der Wasserwirtschaft, beteiligt sich das Unternehmen an Smart-City-Innovationen in Zusammenarbeit mit der Stadt Darmstadt.

Wir sind ein internationales Team, das mittlerweile seit über 5 Jahren gemeinsam an der Entwicklung von WAMO arbeitet.

Durch ESA BIC (Business Incubation Centre) konnten wir unsere technologische Vorreiterrolle ausbauen. Unsere Entwickler sind weltweit führend, was durch die Zusammenarbeit mit der ESA als Hauptauftragnehmer unterstrichen wird. Unser Team wurde vielfach ausgezeichnet und setzt sich aus ausgewiesenen Expertinnen und Experten zusammen insbesondere aus den Bereichen Satelliten Navigation, Elektronik, Energieversorgung, IT, Gewässer, Infrastruktur und Umwelt.

Darüber hinaus werden wir von einem leistungsfähigen Backoffice unterstützt.

Unser Partnernetzwerk

Es ist unser Ziel, weitere Werkzeuge für die Überwachung und Verbesserung der Gewässerqualität zu etablieren, die es der Menschheit erlauben uns an den Klimawandel anpassen.

Hierfür können wir auf ein starkes Partnernetzwerk zurückgreifen und wollen dieses weiter ausbauen, um WAMO zu einem offenen Innovationökosystem auszubauen, von dem unsere Service- und Distributionspartner und Entwickler von innovativen Gewässeranwendungen profitieren können.

Heutige Pegelmesssysteme und andere Infrastrukturen wie Dämme und Deiche sind Großteils maximal auf historische Hochwassermarken der letzten 100 Jahre ausgelegt. Für Hochwasser oberhalb eines „100-jährigen Hochwassers“ wie an der Ahr und Erft 2021 sind diese klassischen Pegelhäuser deshalb unbrauchbar. Extremhochwasserereignisse treten aufgrund des Klimawandels deutlich häufiger auf, wie jüngste Ereignisse zeigen. Hierfür müssen nach EU Hochwasser Richtlinie die Länder und Kommunen Vorsorge leisten was für einen starken Anstieg der Nachfrage sorgt.

WAMO ist eine satellitengestützte Gewässermanagement-Plattform (Boot), die unabhängig von der Pegelhöhe kontinuierlich den Wasserstand sowie Wasserqualitätsparameter misst. WAMO steht für WAsser MOnitoring, wobei zukünftig nicht nur das Monitoring, also die Beobachtung, eine Rolle spielt, sondern auch Anwendungen zur Gewässertherapie.

Unsere Kerninnovation ist ein sehr genaues Satelliten-Navigationssystem, das den Wasserstand und die Position von WAMO bis auf Zentimeter genau misst. Durch eine spezielle Satellitentechnik und einen Korrektur-Algorithmus können wir die exakte Position von WAMO ermitteln und dadurch den Wasserstand genau bestimmen. Zudem kann WAMO erweitert werden, um die Wasserqualität zu messen und langfristig zu helfen, diese zu verbessern.

Wie funktioniert unsere Pegelmesseinrichtung (technisch):

e.Ray integriert einen elektronischen Empfänger, um den Standort (Latitude, Longitude, Altitude) zu bestimmen und sich bewegende Objekte zu verfolgen. Der Empfänger, der auf der Plattform von e.Ray installiert ist, berechnet die Entfernung und die Koordinaten. Um eine zuverlässige Schnittstelle zu schaffen, verwendet e.Ray Real Time Kinematics: zwei GNSS-Empfänger werden gleichzeitig verwendet. Ein Empfänger ist an einem festen Standort montiert, der andere auf der WAMO-Plattform.

WAMO - Revolutionierung der Wasserwirtschaft

WAMO ist die erste herstellerübergreifende IoT-Plattform für Gewässermanagement, die Anwendungen für Hochwasservorgsorge, Gewässerüberwachung und Warnung vor schädlichen Algenblüten umfasst.  WAMO kann verschiedene Systeme integrieren, um Gewässer kontinuierlich zu überwachen und ggf. einzugreifen.

Schlüsselanwendungen

1. Live-Wasserstandsmessung und autonome Datenübertragung:

   1. Dank eigener Stromversorgung und Satellitentechnik ist WAMO flexibel und auch im Katastrophenfall zuverlässig, sodass kontinuierliche Messungen gewährleistet sind.

   2. WAMO ist in der Messhöhe unbegrenzt. Genaue Pegelstände können in frei wählbaren Messintervallen über ein, im Browser abrufbares Interface, direkt an die zuständige Stelle geleitet werden.

   3. Entscheidungen hinsichtlich Evakuierungen können auf Basis der aktuellen Lageinformationen aus den gemessenen Daten getroffen werden.

2. Kontinuierliche Spektralmessung der Wasserqualität:

   1. Durch die Erfassung wichtiger Gewässerparameter (z. B. Temperatur, Sauerstoff, O3, AFS, TS, Trübung, Farbe, TOC, DOC wird eine Frühwarnung erst möglich.

   2. Eine Auswertung der Spektrometer-Sonden-Daten ist Basis für eine objektive Evaluierung möglicher Verbesserungsmaßnahmen der Gewässerqualität, z. B. Sauerstoffeinbringung, Entschlammung oder Maßnahmen zur Algenbekämpfung.

3. Blaualgen-Überwachung und -Management:

   1. Unser mittelfristiges Ziel ist die automatisierte Bekämpfung der ausufernden Blaualgenblüte durch innovative Strategien wie Ultraschall, Belüftung und Abschöpfung. Durch diese Maßnahmenwird ein gesünderes Ökosystem gefördert, was letztlich auch Treibhausgasemissionen einspart.

Grenzen überwinden

Durch Kooperationen und Anwendungen von Dritten wird WAMO zu einem einzigartigen Instrument, um Gewässer nicht nur nachhaltig zu verstehen, sondern auch gezielte Verbesserungsmaßnahmen einzuleiten und zu überwachen. Das aktuelle ESA-Projekt SWIM (Surface Water Information Manager, siehe hier unter Updates) fokussiert Cloud-Anwendungen, die Erdbeobachtungsdaten mit In-situ-Messdaten von WAMO zur Klimaanpassung kombinieren. Diese innovative Anwendung wird durch die exklusive Zusammenarbeit mit Rayner Software unterstützt, die eine hervorragende Qualität der Web-App  für Wasserprojekte gewährleistet.

• Autark: Im Gegensatz zu bestehenden Pegelmesssystem werden keine stationären Infrastrukturen, wie Häuser oder Brücken benötigt. Gleichzeitig ist keine externe Stromquelle notwendig. Das macht den WAMO autark und in der maximalen Messhöhe unbegrenzt.
• Unempfindlich: Die Messinstrumente des WAMOs haben keinen direkten Kontakt zum Wasser, dadurch sind sie unempfindlich gegenüber Bewuchs und Biofilmen
• Kostengünstig: Dank industriell hergestellter Elektronikvorprodukte (Navigationschips, Industriecomputer und Solarsysteme) sind die Herstellungskosten für den WAMO gering. Zudem muss der WAMO im Gegensatz zu klassischen Pegelmesssystemen nicht von Vermessungsingenieuren vor Ort eingemessen werden, was wiederum den Kostenaufwand reduziert.  Damit ist der WAMO 80 % günstiger als Pegelmesshäuser
• Flexibel: Der WAMO ist im und vor dem Katastrophenfall flexibel einsetzbar. Somit können auch unscheinbare Gewässer und Landgräben überwacht werden, die im Falle einer Sturzflut schnell zu tödlichen Gefahrenquellen werden können.
• Multifunktional: WAMO ist als offenes System konzipiert, dass je nach Anforderung individuell angepasst und erweitert werden kann. Damit dient es nicht nur zur Pegelmessung, sondern kann auch Wasserqualitätsanwendungen und Blaualgenmanagement abdecken
• Extrem präzise: Der eigens entwickelte Korrekturalgorithmus zur Verbesserung des Satellitensignals führt zu einer cm-genauen Messung des Wasserstands, was für Hochwassermanagement von sehr großer Bedeutung ist
• Vernetzt: Durch WAMO können Satellitendaten mit lokalen Messdaten kombiniert werden, um präzisere Informationen zu erhalten.
• Patentiert: Der WAMO ist mit zwei Patenten geschützt:
  • Treibgutabweisprofil (Beschützt in strömenden Gewässern die Sensorik)
  • Verankerungssystem (Landseitige Verankerung, die sich an den Prinzipien des Stegbaus orientiert und einfacher und flexibler einsetzbar ist als bestehende Verankerungssysteme)

e.Ray ist für das Engineering, die Softwareentwicklung und die Montage des WAMO im eigenen Haus zuständig. Der WAMO wird auf Abonnementbasis angeboten, wir kümmern uns ebenfalls um die Wartung der Systeme.

Für den Vertrieb haben wir uns bereits Vertriebspartner gesichert, die den Marktauftritt und die Vertrauenswürdigkeit bei den Wasserbehörden und Wasserwirtschaftsunternehmen – unserer Hauptkundengruppe - erhöhen. Diese Vertriebsunternehmen haben bestehende Lieferverträge mit Wasserwirtschaftsunternehmen und Wasserbehörden und ermöglichen so eine größere Marktreichweite und einen schnelleren Markteintritt für WAMO.

Jeder WAMO wird zwei Einnahmeströme haben:

1. Einmalzahlung für die WAMO-Plattform
2. Abonnementmodell:  Der Gewässerinformationsservice (Hochwasserwarnung und Gewässermanagement) wird durch ein monatliches Abo-Modell für jeden WAMO angeboten

Die Preisgestaltung hängt von der Anzahl der gemessenen Parameter und der Gesamtzahl der verwendeten WAMO ab. Die Kunden wählen die gewünschten Funktionen je nach ihren Bedürfnissen und den Besonderheiten des Einzugsgebiets aus.

Markt

Die rasche Urbanisierung und das Bewusstsein für die nachhaltige Nutzung von Wasserressourcen treiben den globalen Markt für Smart Water Management (SWM) voran. Technologische Fortschritte, insbesondere in Sensortechnologien und Datenanalyse, ermöglichen eine effizientere Überwachung und Steuerung der Wassersysteme, was wesentlich zur Marktentwicklung beiträgt. Regulatorische Anforderungen und Anreize fördern zudem die Implementierung von SWM-Systemen. Die Integration von SWM in Smart-City-Konzepte stellt eine weitere Wachstumsdimension dar, da Städte nach innovativen Lösungen suchen, um die Wassereffizienz zu verbessern und die Infrastruktur modernisieren. Diese Trends unterstützen die Prognose, dass der Markt für Smart Water Management bis 2031 auf 53,6 Milliarden US-Dollar ansteigen wird, mit einem jährlichen Wachstum von 14,2% von 2022 bis 2031.

Zielgruppen

In Deutschland sind hauptsächlich die Kommunen für das Gewässermanagement zuständig und erhalten finanzielle Unterstützung durch Länderprogramme. Wir fokussieren uns aktuell auf Kommunen und Gemeindebetriebe. Durch das Projekt "Schlaues Wasser" konnten wir mit der Stadt Darmstadt erfolgreich in diesen Markt eintreten. Ein großer Vorteil für unser Wachstum sind neue gesetzliche Anforderungen, große Projektbudgets und langfristige Verträge, die auch für zukünftige Landesprojekte vorbereiten.

Darüber ist WAMO auch für die folgenden Marksegmente potenziell von Interesse:

• Angelvereine: Mit einem Jahresbudget von ca. 300 Mio.€ könnte der Deutsche Angelfischerverband durch WAMO's Früherkennungssysteme für schädliche Algenblüten die Wasserqualität verbessern und das Angelerlebnis seiner 500.000 Mitglieder optimieren.
• Aquakulturen: Ein Markt von über 200 Mrd.€. Es besteht Bedarf an Früherkennungssystemen für schädliche Algenblüten, die die Fischbestände beeinträchtigen können.
• Getränkeindustrie: WAMO könnte großen Getränkefirmen durch Früherkennungssysteme für Wasserqualitätsprobleme helfen, die Wasserqualität zu überwachen und Produktionsstandards zu sichern. Der Umsatz im Erfrischungsgetränkesegment beträgt allein 802,5 Mrd.€ im Jahr 2023.
• Industriebetriebe: Diese sind in Deutschland zum Monitoring ihrer Abwässer verpflichtet. Wir haben bereits Gespräche mit großen Unternehmen wie Merck und der Autobahn GmbH.

Für all diese Segmente bietet WAMO innovative Lösungen an, aus bestehenden Projekten und Initiativen haben wir bereits Schlüsselkontakte in der Industrie.

Ziele

Kapitalverwendung

• Prime Contractor von Europäische Weltraumorganisation (ESA)

• Erfolgreiches Pilotprojekt mir der HEAG Holding AG für innovativen Hochwasserschutz in Hessen - eines der größten Dienstleistungsunternehmen in Deutschland und das größte in Hessen.

• Amtierender Galileo Masters Hessen und weltweiter Gesamtsieger - Einer der renommiertesten Preise für Unternehmen, die Satelliteninformationen für ihre Dienstleistungen nutzen.

• Seal of Excellence der Europäischen Kommission - Für den Zugang zu Forschungsmitteln erforderliche Punktzahl.

• Climate KIC Hessen Sieger und hessischer Vertreter beim Venture Cup in Valencia

• MIT Innovators Under 35 von der MIT Technology Review

• 1er Platz Impact Week Startup Competition 2022

• Hessischer Rundfunk
• RTL Hessen
• Frankfurter Rundschau- Hochwasser schneller erkennen
• HR Info
• Frankfurter Allgemeine Zeitung
• Darmstädter Echo
• Anwenderzentrum Oberpfaffenhofen (AZO)
• Centrum für Satellitennavigation Hessen (CESAH)
• Space of Innovation
• Galileo Master
• El tiempo
• Metro Medellin
• MIT
• Schlaues Wasser

• WAMO bietet ein großes Problemlösungspotenzial und einen sehr hohen Kundennutzen
• WAMO ist nachhaltig und trägt massiv zur Flutkatastrophenprävention und Treibhausgasemissionsminderung bei
• Perfektes Timing: Der Smart Water Management Markt umfasst derzeit ca. 15 Mrd $ mit prognostiziertem jährlichem Wachstum von 14 %
• Durch unsere Plattform ein leicht skalierbares, flexibles Geschäftsmodell in einem dynamischen Wachstumsmarkt
• Erfahrenes Gründer- und Managementteam mit Leidenschaft und Know-How