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Der Klimawandel verändert die Wetter- und Wasserverhältnisse auf der ganzen Welt und verursacht extreme Wetterereignisse. Hochwasser sind die häufigste aller Naturkatastrophen (43,4 % zwischen 1998 und 2017). Mehr als 140.000 Menschen sind in diesem Zeitraum bei Überschwemmungen ums Leben gekommen, und weltweit sind mehr als 2 Milliarden Menschen betroffen, Tendenz stark steigend.

Unsere Dämme, Brücken und Mess- und Warninfrastruktur sind nicht auf den Klimawandel vorbereitet. Diese Infrastrukturen sind derzeit Großteils auf historische Hochwassermarken der letzten 100 Jahre ausgelegt. Hochwasser oberhalb eines „100-jährigen Hochwassers“ führt wie an der Ahr und Erft 2021 zu Pegelausfällen und damit zum „Blindflug“ während der Katastrophe. 

Deshalb entwickeln wir WAMO (WAsser MOnitoring), um bei Extremwetterszenarien Leben zu retten:

• WAMO ist das einzige Pegelmesssystem, das bei hohen Wasserständen in seiner maximalen Messhöhe unbegrenzt ist. Es ist darauf ausgelegt, Hochwassern standzuhalten. Kerninnovation: Hochpräzises Satellitennavigationssystem mit dem wir den Wasserstand in cm-Bereich genau erfassen können. Hierfür verwenden wir kostengünstige Standardhardware, die Messgenauigkeit wird durch unseren selbst entwickelten Korrekturalgorithmus erreicht.
• Autarkes Design macht WAMO mobil und damit flexibel einsetzbar.
• WAMO bietet eine mehrkanalige Kommunikation, die im Bedarfsfall auch ohne Stromnetz, Mobilfunk und Festnetz funktioniert
• Da Hochwasserkatastrophen trotz des Klimawandels Ereignisse bleiben werden, die nicht jedes Jahr auftreten, können die WAMO zwischenzeitlich auch für Anwendungen zur Messung und Verbesserung der Gewässerqualität benutzt werden genutzt werden, z.B. zur Beseitigung von Blaualgen mit Ultraschall

Zukünftig kann WAMO noch viel mehr, und liefert nicht nur wichtige Informationen zur Überwachung unserer Gewässer, sondern kann mit Hilfe von Partneranwendungen auch zur Verbesserung der Gewässerqualität beitragen. Der Markt für Echtzeithochwasserwarnsysteme ist deshalb nur unser erster Zielmarkt.

Top Gründe für eine Investition

• Großes Problemlösungspotenzial und hoher Kundennutzen: WAMO rettet Leben!
• Perfektes Timing: Nach Ahr Hochwasser und verstärktem Kampf gegen den Klimawandel. Die Untersuchungsausschüsse zeigen klar, dass es an Lageinformationen gefehlt hat, nachdem ein Großteil der Pegelmesssysteme ausfiel
• Über 5 Jahre Vorarbeit für die technische Entwicklung: Unser WAMO steht kurz vor dem Markteintritt
• Nachhaltige Investition mit großem Potential für die Anpassung an Hochwasserkatastrophen und viel Potential für die Mehrfachnutzung im Bereich Gewässerqualitätsüberwachung und -verbesserung
• Skalierbares Geschäftsmodell in einem dynamischen Wachstumsmarkt mit einem attraktiven Risiko-Rendite-Profil
• Erfahrenes Gründer- und Managementteam mit Leidenschaft und Know-How

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 (Internet of Things), GNSS (Global Navigation Satellite Systems), Projektentwicklung und Management. Wir 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. Galileo Masters ist ein weltweiter Innovationswettbewerb, bei dem bahnbrechende Lösungen auf der Grundlage von Satellitennavigationsdaten gesucht werden.

Abgesehen von Hochwasservorsorge und innovativen Lösungen zur Daseinsvorsorge in der Wasserwirtschaft, beteiligen wir uns 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 konnten wir unsere technologische Vorreiterrolle ausbauen. Unsere Entwickler sind weltweit führend, was durch die Zusammenarbeit mit der ESA als Prime Contractor unterstrichen wird. Unser Team wurde vielfach ausgezeichnet und setzt sich aus ausgewiesenen Expertinnen zusammen.

Unser Forschungs- und Entwicklungsteam besteht aus Experten für Satelliten Navigation, Elektronik, Energieversorgung und IT.

Unser Projektentwicklungs- und Markterschließungsteam besteht aus Expertinnen für Gewässer, Infrastruktur und Umwelt.

Darüber hinaus werden wir von einem leistungsfähigen Backoffice unterstützt.

Unser Partnernetzwerk

Es 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 zu einem Nachfrageschub sorgt.

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

Die Schlüsselinnovation ist unser hoch präzises Satelliten-Navigationssystem, das im cm-Genauigkeitsbereich den Wasserstand und die Position des WAMO misst. Mit differenzial Satelliten Navigation und unserem Korrektur-Algorithmus wird die genaue Position des WAMO bestimmt und so der Wasserstand gemessen. Darüber hinaus kann der WAMO mit weiteren Applikationen ergänzt werden, um die Gewässerqualität zu messen und langfristig zu verbessern.

Unser Ziel ist es, in 5 Jahren insgesamt > 950 WAMOs in Betrieb zu haben. Um dieses Ziel zu erreichen, planen wir, das Team auf 40 Mitarbeiter aufzustocken und im fünften Jahr einen Umsatz von über 8 Millionen € zu erzielen. Jedoch ist hierfür eine weitere Finanzierungsrunde nötig um die passenden Produktionskapazitäten vorhalten zu können um jährlich 500 WAMO produzieren und ausliefern zu können.

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.

Hochwasservorsorge 4.0 – Navigationssatelliten gestützte Wasserstandsmessung und direkte Warnung bei Hochwasserkatastrophen.

WAMO ist eine autarke, freischwimmende, bewegliche Plattform mit verschiedenen Sensoren, die hydrologische Informationen sammeln. Das Rückgrat ist die Flusspegelmessung, die auf einem innovativem, hochpräzisem GNSS (Global Navigation Satellite System) basiert, das als Input für Hochwasserwarnungen dient. Das System fungiert als zentrale Schnittstelle und überträgt alle hydrologischen Daten der verbauten Sensoren an die Endnutzer.

Die Merkmale von WAMO sind:

• Monitoring-System: Das Überwachungssystem liefert Hochwasserwarnungen auf der Grundlage einer einzigartigen Methode zur genauen Messung des Wasserstandes mittels Satelliten Navigationssystem. Hierbei setzten wir auf Standard-Hardware die in großer Stückzahl herstellt wird und somit günstig ist. Der Schlüssel zur präzisen Messung liegt in unserem Mess- und Korrekturalgorithmus. Dieser ist ein Firmengeheimnis und wird laufend weiterentwickelt. Die so gewonnenen Wasserstandsinformationen können mit Satellitenbildern und Erdbeobachtungstechniken kombiniert werden, um die Ausdehnung eines Hochwassers in Echtzeit zu modellieren.

• Kommunikation: Die Übertragung der hydrologischen Daten kann über verschiedene Kanäle erfolgen, darunter GSM, LTE, 5G, Satellitenkommunikation, Wi-Fi und LoRa (Long Range) um in Katastrophenszenarien flexibel und unabhängig von bestehender Infrastruktur zu sein. Mit Hilfe von LoRa können Punkt zu Punkt Verbindungen zwischen den WAMO und der Leitzentrale des Katastrophenstabs netzungebunden realisiert werden, um die Kommunikation einschließlich sofortiger Warnungen und Alarme für Rettungskräfte direkt zu ermöglichen.
• Interface: Die Daten werden auf der e.Ray Cloud gesammelt und über eine API oder eine Web-Applikation den Entscheidungsträgern zur Verfügung gestellt.

Einsetzbar ist der WAMO in Teichen, Seen, Flüssen und Wasserreservoirs. Eine sichere Arretierung muss gewährleistet sein.

Die Hauptvorteile im Vergleich zu klassischen Methoden der Wasserstandsmessung sind:

• Es wird keine gebaute Infrastruktur wie Häuser oder Brücken benötigt, gleichzeitig ist keine externe Stromquelle notwendig. Das macht den WAMO autark und in die maximale Messhöhe unbegrenzt.
• Die Messinstrumente des WAMOs haben keinen direkten Kontakt zum Wasser, dadurch sind sie unempfindlich gegenüber Bewuchs und Biofilm
• Kostengünstig dankt industriell hergestellter Elektronikvorprodukte (Navigationschips, Industriecomputer und Solarsysteme).
• WAMO bietet absolute und damit vergleichbare Wasserstand-Messungen. Im Gegensatz zu klassischen Systemen muss der WAMO nicht von Vermessungsingenieuren vor Ort eingemessen werden. Somit ergibt sich ein deutlich geringer Kalibrierungsaufwand.
• Flexibel einsetzbar im und vor dem Katastrophenfall, um auch unscheinbare Gewässer und Landgräben zu überwachen, die im Falle einer Sturzflut schnell zu tödlichen Gefahrenquellen anschwellen können.
• 20 % des Preises eines klassischen Pegelhaus.
• Flexibel einsetzbar:

1. Erweiterbares System, je nach Anforderung der individuellen Anwendung (Nicht nur Pegelmessung, sondern auch Wasserqualitätsanwendungen möglich, sowie Blaualgenmanagement als erste hochpreisige Erweiterung)
2. Verbindung von Fernerkundungsdaten (von Satelliten) mit hyper-lokalen, vor Ort gemessenen Daten

• Eigenentwickelter Korrekturalgorithmus zur Verbesserung des Satellitensignals à Das ist für diesen Anwendungsfall und die genaue Höhenbestimmung sehr wichtig
• Zwei Patente:

1. Treibgutabweisprofil (Beschützt in strömenden Gewässern die Sensorik)
2. Verankerungssystem (Landseitige Verankerung, die sich an den Prinzipien des Stegbaus orientiert à einfacher und flexibler einsetzbar als bestehende Verankerungssysteme)

e.Ray ist für das Engineering, die Softwareentwicklung und die Montage aller Komponenten im eigenen Haus zuständig. Wir betreiben die Systeme auf Abonnementbasis und kümmern uns um die Wartung. e.Ray hat sich außerdem Vertriebspartner gesichert, die den Marktauftritt und die Vertrauenswürdigkeit bei den Wasserbehörden und Wasserwirtschaftsunternehmen erhöhen. Diese Vertriebsunternehmen haben bestehende Lieferverträge mit Wasserwirtschaftsunternehmen und Wasserbehörden und ermöglichen so eine größere Marktreichweite für WAMO. e.Ray wird eng mit den Vertriebsunternehmen und lokalen Partnern zusammenarbeiten.

Erlösmodell

Jeder WAMO hat zwei Einnahmeströme:

1. Vorauszahlung für die WAMO-Plattform, um die Kosten für die Produktion und Installation zu decken und mit einer geringen Gewinnspanne. Die WAMO-Plattform einschließlich aller Komponenten wird eine Vorauszahlung von 25.000 € pro Einheit haben.
2. Die Vorauszahlung ist der Schlüssel für die zweite Einnahmequelle - den Verkauf des DaaS-Abonnements “Data as a Service“. Das Unternehmen wird von seinen Kunden eine jährliche Abonnementgebühr für die Bereitstellung von Echtzeitdaten erhalten, die von der WAMO-Plattform gesammelt werden. Wir erwarten Monatserlöse von 1.000 € für die Hochwasserwarnpegelfunktion je WAMO. Für weitere buchbare Anwendungen im Bereich Gewässerqualität werden zusätzliche Erlöse generiert, sodass wir langfristig mit ca. 25.000 € Umsatz je WAMO und Jahr kalkulieren. 

Die Preisgestaltung hängt von der Anzahl der gemessenen Parameter und der Gesamtstückzahl der eingesetzten WAMO ab. Die Kunden wählen die gewünschten Funktionen nach ihren Bedürfnissen und den Besonderheiten des Einzugsgebietes aus. 

Markt:

Der TAM (Gesamter adressierbarer Markt) der WAMO ist der globale Markt für Smart Water Management mit einem geschätzten Wert von 13,7 Milliarden Euro im Jahr 2021, der bis 2024 voraussichtlich 19,6 Milliarden Euro erreichen wird, bei einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 12,9 % während des Prognosezeitraums (2019-2024).

Geografisch gesehen ist Europa der drittgrößte Markt (nach Asien-Pazifik und Nordamerika) und es wird ein stetiges Wachstum erwartet.

Der Markt für Echtzeit-Überwachungs- und Warnsysteme für Hochwasser wird in erheblichem Maße durch die steigende Zahl von Naturkatastrophen auf der ganzen Welt angetrieben.

Für den Markteinstiegt, fokussieren wir den Teilmarkt für Echtzeit-Hochwasserwarnsysteme, welcher eine attraktive Marktnische mit einem Gesamtvolumen von 195 Mio. € im Jahr 2020 bietet.

Wir haben das Ziel, hier einen Marktanteil von 20% bis 2030 zu erreichen, dies entspricht einem wiederkehrenden Umsatz von 60 Mio. €.

Die Anzahl der wasserbedingten Naturkatastrophen wie Überschwemmungen usw. nimmt aufgrund des Ungleichgewichts in der Umwelt und des Anstiegs der globalen Erwärmung rasch zu. Derzeit gibt es nur wenige hydrometrische Stationen, die eine kontinuierliche Überwachung in Echtzeit ermöglichen. Eine Studie, die Vorhersage des kontinentalen Europäischen Hochwasserwarnsystems (EFAS), hat ergeben, dass der wirtschaftliche Nutzen von Hochwasserfrühwarnungen in der Größenordnung von 400 € für jeden investierten Euro liegt.

Mittelfristig ist unser Ziel, WAMO für den stark wachsenden Markt für Wasserqualitätsanwendungen zu positionieren.

Zielgruppen:

Untere Katastrophenschutzbehörde den (Gemeindevorsteher und Landräte) sind verpflichtet, Warnmittel für seltene Hochwasserkatastrophen vorzuhalten und die Bevölkerung zu warnen. Die technische Stabsführung unterliegt den Vorstehern der Feuerwehren.

Im Bedarfsfall können diese Hilfe durch die oberen Katastrophenschutzbehörden, den Regierungspräsiedien und den Landeskatastrophenschutz hinzuziehen.

Diese sind auch unsere ersten Ansprechpartner und die entscheidenden Akteure auf der regionalen Ebene und treffen bei den Sitzungen des lokalen Katastrophenstabs gemeinsam Kaufentscheidungen. Die regionalen Akteure können sich bei dieser Anschaffung einen Zuschuss von 90% der Projektkosten über die Landesregierungen refinanzieren lassen.

Zuerst ist das Ziel sich auf regionaler Ebene mit Pilotprojekten zu etablieren und erste Schritte mit den oberen Katastrophenschutzbehörden (den Innenministerien) zu gehen und größere Projekte vorzubereiten, bevorzugt mit einer Innovationspartnerschaft, bei der die öffentliche Beschaffung auf die Erreichung vor Meilensteinen ausgerichtet ist

Ziele

Kapitalverwendung

• Erfolgreiches Pilotprojekt mir der HEAG Holding AG für innovativen Hochwasserschutz in Hessen - Eines der größten Stadtwerke in Deutschland.

• Es wurden drei Iterationen der Technologie entwickelt, die in verschiedenen Szenarien getestet wurden. Wir haben unser eigenes Motherboard sowie unsere eigene API und Webapp.

• Prime Contractor der Europäischen Weltraumorganisation (ESA)

• Amtierender Galileo Masters Hessen und weltweiter Gesamtsieger - Der renommierteste Preis für Unternehmen, die Satelliteninformationen für ihre Produkte nutzen.

• Seal of Excellence der Europäischen Kommission – Bestätigung der EU Kommission der Exzellenz unserer Innovation

• 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
• Echo
• Anwenderzentrum Oberpfaffenhofen (AZO)
• Centrum für Satellitennavigation Hessen (CESAH)
• Space of Innovation
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