Stromkrieg

Der Stromkrieg (englisch war of currents) war um 1890 ein Streit zwischen Thomas Alva Edison (1847-1931) und George Westinghouse (1846-1914), ob die von Edison favorisierte Gleichspannung oder die von Westinghouse favorisierte Wechselspannung die geeignetere Technik für die großflächige Versorgung der Vereinigten Staaten von Amerika mit elektrischer Energie sei. Dabei ging es im Kern um Marktanteile für ihre jeweiligen Elektrofirmen Edison General Electric (Anfang der 1890er Jahre umfirmiert in General Electric) und Westinghouse Electric. Bei dem Stromkrieg handelte es sich um die erste wirtschaftliche Auseinandersetzung um eine technische Standard-Lösung (Formatkrieg) der Industriegeschichte.

Ursachen

Thomas Alva Edison

Edison schlug vor, Gleichspannung mit 110 V zu verwenden. Diese ließ sich jedoch nicht weit transportieren, weshalb in jedem Stadtviertel ein kleines Kraftwerk hätte stehen müssen. Edison beabsichtigte, das komplette Land auf diese Weise mit Elektrizität zu versorgen.

Als George Westinghouse auf diese Pläne aufmerksam wurde, erkannte er bald die Probleme, die sich aus der Verwendung der Gleichspannung ergaben. Bei seinen Forschungen fand er heraus, dass sich Wechselspannung besser für die Energieversorgung eignet. Ihr Vorteil besteht darin, dass sie sich mittels Transformatoren leicht auf andere Spannungsniveaus transformieren lässt. Bei höheren elektrischen Spannungen kann die elektrische Energie dann mit geringeren Verlusten transportiert werden, siehe Hochspannungsleitung.

Zu Beginn der Elektrifizierung New Yorks mit Gleichspannung durch Edison im Jahr 1880 war der Transformator allerdings noch nicht erfunden. Edisons erstes Kraftwerk bestand aus Dampfmaschinen-Dynamos in Gleichspannungstechnik mit je 27 t Gewicht und zirka 100 kW Leistung, ausreichend für zirka 1100 Glühlampen.^[1] Dieses Kraftwerk konnte durch Zu- und Abschalten einzelner Dynamos einfach gesteuert werden; die Steuerung eines in Wechselspannungstechnik ausgelegten Kraftwerks ist komplexer und war damals noch nicht erforscht. Es gab bei der geringen Leistung der Dynamos zunächst auch keinen Grund, diese weit zu transportieren. Ein weiterer Grund der Beibehaltung von Gleichspannung war das Fehlen eines für die Elektrizitätswirtschaft wichtigen Stromzählers für Wechselspannung. Der von Edison entwickelte Zähler beruhte auf einem nur für Gleichstrom geeigneten elektrolytischen Messprinzip.^[2]

Ein Nachteil der Gleichspannungstechnik in der Entstehungszeit war jedoch, dass die Spannung von 110 V zum Beispiel für Motoren schlechter geeignet war als für Glühlampen. Separate Dynamos und Elektroleitungen waren daher für Kunden erforderlich, die höhere oder geringere Spannungen benötigten. Dagegen war bei Energieversorgung in Wechselspannungstechnik nach Erfindung des Transformators nur eine Versorgungsleitung notwendig und eine Transformation beim Endabnehmer möglich.

Unter Berufung auf ihre Urheberrechte beschränkten die Hersteller damals häufig das Benutzungsrecht verkaufter Glühlampen auf lizenzierte Stromnetze. Hotels und Büros mit eigenen Dynamos wurden erfolgreich mit gerichtlichen Verfügungen auf Unterlassung der weiteren Nutzung ihrer Glühlampen belegt. Die Glühlampenhersteller sicherten sich so auch den Markt der elektrotechnischen Infrastruktur und behinderten freien Wettbewerb und Innovation. Diese Auswirkungen des Patentrechts wurden in den Zeitungen der damaligen Zeit kritisch kommentiert.^[3] Westinghouse konnte seinen Kunden keine komplette Lösung inklusive Stromversorgung anbieten, da er keine Patentrechte für die Produktion von Glühlampen besaß. Auch die Vermarktung von Wechselstrommotoren war durch die entstehende Energieinfrastruktur behindert.

Ablauf des Streites

George Westinghouse

Die Diskussion über die Gefährlichkeit von Wechselspannung ging nicht von Edison aus, vielmehr beschäftigten sich Politiker und die Zeitungen damit. Es wurde erwartet, dass der populäre Thomas Edison dazu Stellung bezieht. Edison sah das gesamte Geschäftsmodell Elektrizität durch etwaige Unfälle und dadurch ausgelöste Akzeptanzprobleme gefährdet. Insbesondere war Sicherheit von Elektrizität verglichen mit der von Gas ausgehenden Brandgefahr eines seiner zentralen Argumente gewesen.^[4]

Experimente mit Tieren waren notwendig, um die unbekannten Wirkungen der Elektrizität auf Lebewesen zu erforschen. Diese riefen später bei Tierschützern Empörung hervor; damals regte indes die Gesellschaft zur Verhinderung von Grausamkeiten an Tieren die Entwicklung der Elektrokution als schmerzlose Alternative für das damals häufige Ertränken herumstreunender Tiere an. Eine führende Rolle bei den Experimenten und der öffentlichen Kampagne gegen Wechselspannung spielte Harold P. Brown, der damals nicht bei Edison angestellt war, aber dort um Unterstützung bat und diese auch bekam. Edison selbst spielte die Rolle eines angesehenen Experten. Ohne Westinghouse zu nennen, forderte er die Politik auf, die maximale Spannung von Strom zu limitieren. Brown hingegen forderte Westinghouse auf, sich gemeinsam öffentlich einem Stromschlag gleicher Spannung in Gleichspannung bzw. Wechselspannung auszusetzen.^[5]

Auch das Töten verurteilter Menschen durch Erhängen sollte durch den Elektrischen Stuhl ersetzt werden, was man als schmerzfreier annahm. Ein Unternehmen Edisons bekam den Regierungsauftrag zur Entwicklung. Der bei Edison tätige Ingenieur Harold P. Brown setzte dazu das Wechselspannungssystem des Konkurrenten Westinghouse ein, um dieses als gefährlich zu diskreditieren. Zum Spott über Westinghouse wurde versucht, die Redensart to be westinghoused einzuführen. Westinghouse fühlte sich durch die Experimente zutiefst beleidigt, da er nicht wollte, dass jemand durch seine Forschung zu Schaden käme.

Westinghouse versuchte angeblich eine Streitbeilegung. Edison soll jedoch nie auf ein Schreiben von ihm geantwortet haben. Das Schlüsselprodukt der Elektrifizierung waren Glühlampen, deren Patentrechte bei Edison lagen. Kohlenfadenlampen waren nahezu die alleinigen Verbraucher elektrischer Energie in Hotels, Büros und Privathaushalten. Edison konnte über dieses Schlüsselprodukt die elektrische Infrastruktur kontrollieren, weswegen Westinghouse an einer Einigung und einer Firmenfusion gelegen war.

Der Streit wurde durch den Kauf der United States Electric Lighting Co. durch Westinghouse im Jahr 1888 verschärft, da die Edison Electric Light Co. gegen dieses Unternehmen seit 1885 einen Prozess um die Patente auf Glühlampen führte, den sie in allen Gerichtsinstanzen gewann, der aber erst 1892 zum Abschluss kam. Im schwebenden Verfahren musste die Edison Electric Light Co. die Verletzung ihrer Patente hinnehmen. Edison fühlte sich durch Prozessverschleppungsstrategien und weil Nikola Tesla - zunächst Mitarbeiter bei ihm in Menlo Park in New Jersey - bei Westinghouse Wissen eingebracht hatte, von beiden betrogen.

Nikola Tesla

Nikola Tesla: Mitarbeiter zunächst bei Edison in Frankreich und in den USA, dann Cheferfinder bei Westinghouse

Nikola Tesla (1856-1943), der für Edison gearbeitet und diesen nach einem Streit verlassen hatte, wurde wenig später von George Westinghouse kontaktiert, der bei einer Vorlesung auf ihn aufmerksam geworden war. Tesla hatte 1882 das Prinzip des rotierenden magnetischen Feldes ersonnen, auf dessen Grundlage er im Jahr darauf die erste Drehstrommaschine, welche ohne verschleißende Bürsten arbeitete, erfand. Westinghouse erwarb die Patentrechte an Teslas Drehstrommaschine. Außerdem stellte er Nikola Tesla als Berater ein und begann 1888, mit ihm zusammen den Drehstrommotor im US-Massenmarkt einzuführen. Ihre Arbeit führte zur Entwicklung des amerikanischen Stromnetzes mit einer dreiphasigen Wechselspannung von 60 Hz: eine Frequenz, hoch genug, um das Flackern von Glühlampen zu unterbinden, aber gleichzeitig niedrig genug, um die Blindleistung im Netz zu minimieren. Diese Grundlagen wurden ebenfalls von Nikola Tesla erforscht.

Zusammen mit Westinghouse versuchte Tesla, den Menschen bei öffentlichen Veranstaltungen die Angst vor der Wechselspannung zu nehmen. Dafür ließ er kleinere Glühlampen in seinen Händen aufleuchten. Erreicht wurde dies durch hochfrequente Ströme, die zufolge des Skin-Effektes nur an den äußeren Hautschichten fließen und, bis zu einer gewissen Stärke, zu keinem elektrischen Schlag führen.

Franklin Leonard Pope

Das erste mehrstufige Wechselspannungsnetz konstruierte George Westinghouse in Zusammenarbeit mit Franklin Leonard Pope und William Stanley. Es wurde 1886 im Wohnort von Pope Great Barrington, Massachusetts, installiert. An einem Fluss wurden durch Generatoren 500 V Wechselspannung erzeugt, die auf 3000 V herauftransformiert und in den Ort geleitet wurden. Dort wurde die Spannung auf 100 V heruntertransformiert und in die Häuser zur Energieversorgung der Glühlampen geleitet. Franklin Leonard Pope war ein früherer Freund von Thomas Alva Edison und gilt als Wegbereiter für dessen Aufstieg. Seit zirka 1870 waren Pope und Edison jedoch zerstritten. Pope starb am 13. Oktober 1895 durch einen Stromschlag, als er die Stromversorgung in Great Barrington nach einem Unwetter reparieren wollte. Der Tod des populären Pope, der zeitweise auch Präsident des American Institute of Electrical Engineers war, führte zu umfangreichen Aktivitäten zur Verbesserung der Sicherheit elektrotechnischer Anlagen in den USA, die in den National Electrical Code mündeten. Eine Reaktion von Edison auf den Tod seines ehemaligen Freundes und späteren Widersachers im Streit um Wechselspannung durch eben diese Wechselspannung ist nicht bekannt.

Ausgang des Streits

Ein früher Transformator von 1885

In der Fachwelt wurde die Entscheidung, welches System sich für die Energieversorgung besser eignet, 1891 durch die erfolgreiche Drehstromübertragung Lauffen–Frankfurt beeinflusst. Die Unternehmen von Westinghouse bekamen 1892 den prestigeträchtigen Auftrag zur Lieferung ihres Wechselspannungssystems und einer großen Anzahl einer von ihnen neu entwickelten Glühlampe, der sogenannten Westinghouse-Stopper-Lamp, für die Weltausstellung in Chicago 1893, die auch die 400-Jahr-Feier der Entdeckung Amerikas durch Christoph Kolumbus war. Damit war Edison im Streit unterlegen – der Markt hatte sich für die technischen Vorteile des Wechselspannungssystems entschieden. Persönlich zeigte sich Edison jedoch noch lange uneinsichtig, ehe er schließlich sein Eintreten für das Gleichspannungssystem als größten Fehler seiner Karriere einräumte.

In den USA brachte ein Kraftwerkbau der Westinghouse-Unternehmen an den Niagarafällen und eine Energieübertragung nach Buffalo im Jahr 1896 unter Verwendung der Wechselspannungspatente von Tesla die endgültige Wende zu Gunsten des Wechselspannungssystems. Danach produzierte auch General Electric, hervorgegangen aus einer Fusion der Edison General Electric Co. und der Thomson-Houston Co. im Jahr 1892, Produkte für die Energieversorgungsinfrastruktur mit Wechselspannungstechnik.

1896 gründeten General Electric und Westinghouse gemeinsam das Board of Patent Control, welches bis 1911 bestand. Diese Organisation regelte Patentstreitigkeiten zwischen den Unternehmen außergerichtlich und vertrat die Patentinteressen beider Unternehmen gegenüber Dritten. Informationen über Patentverletzungen wurden gesammelt und mehr als 600 Verfahren gegen Dritte eingeleitet. Der persönliche Streit zweier Männer wurde spätestens 1896 durch professionelles Management mit ausschließlich an wirtschaftlichen Erwägungen orientierten Entscheidungen ersetzt. Edison hatte seit Gründung von General Electric keine operativen Kompetenzen mehr. Charles A. Coffin, der zuvor Leiter der mit den Edison-Unternehmen zu General Electric Co. fusionierten Thomson-Houston Co. war, leitete das Unternehmen von Beginn an. Lewis Howard Latimer, der seit 1884 für Edison-Unternehmen arbeitete, wurde von General Electric in das Board of Patent Control entsandt.

Nach dem Auslaufen der Glühlampenpatente von Edison und der Basispatente auf Wechselspannungstechniken von Westinghouse konnte kein Unternehmen den Markt technologisch kontrollieren.

Während in Europa die Gleichspannungsnetze Mitte des 20. Jahrhunderts so gut wie verschwunden waren und praktisch durchgängig durch das Dreiphasensystem ersetzt wurden, stellte der New Yorker Stromversorger Con Edison die Lieferung von Gleichspannung erst Ende November 2007 endgültig ein. Vor allem ältere Aufzüge in Manhattan waren noch darauf angewiesen und mussten mit Gleichrichtern ausgestattet oder erneuert werden. 1998 wurden noch 4.600 Kunden mit Gleichspannung beliefert. ^[6] Auch das bis heute in Nordamerika übliche Einphasen-Dreileiternetz geht auf das alte Dreileiter-Gleichspannungs-System von Edison zurück.

Das Wort „Stromkrieg“

Der Ausdruck „Stromkrieg“ (engl. „war of currents“) wurde in den historischen Zeitungen nicht verwendet. Die erstmalige Verwendung des Begriffs zur Umschreibung der öffentlich geführten Auseinandersetzung zwischen Edison und Westinghouse ist unbekannt. Offenkundig hat man diesen Streit auch erst in neuerer Zeit – motiviert durch heutige Auseinandersetzungen um Standards wie zum Beispiel bei TV-Signalen, Musik- und Video-Kassetten oder DVD-Formaten – als Systemstreit um die Marktbeherrschung durch Patente auf Basistechnologien interpretiert.

In der damaligen Zeit tauschten die Kontrahenten ihre Meinung zur Gefährlichkeit von Wechselstrom über das Medium Tageszeitung aus. Am 13. Dezember 1888 schrieb George Westinghouse in einem Leserbrief an die New York Times, dass von Wechselspannung keine besondere Gefahr ausgehe. ^[7] Am 24. Juli 1889 berichtete die New York Times, Edison sei überzeugt, dass 1000 V Wechselspannung einen Menschen sicher töten könnten. Die Dokumente sind exemplarisch für das Erscheinungsbild des Streits in den damaligen Medien. ^[8]

Siehe auch

• Stromnetz
• Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung

Film

• Der Stromkrieg. Doku-Drama, 2004, 45 Min., Produktion: ZDF, Reihe: Mission X, Erstsendung: 10. Oktober 2004, Dossier im ZDF, mit Filmausschnitten

Hauptquelle

• Mission X: Der Stromkrieg. Pionier Thomas Alva Edison. 22. Oktober 2006, abgerufen am 18. Dezember 2008 (PDF-Datei; 126 kB)

Weblinks

• Thomas Schaerer: Der Stromkrieg zwischen Edison und Tesla, Teslas Wirken und die Zukunft der Energie.... Elektronik-Kompendium.de, 11. Februar 2010, abgerufen am 7. August 2010.

Einzelnachweise

1. ↑ a brief history of con edison, abgerufen am 21. Dezember 2008.
2. ↑ Helmuth Poll Der Edisonzähler, S 30–45,Deutsches Museum München, 1995, ISBN 3-924183-30-9
3. ↑ siehe etwa Incandescent Lamp Proceedings In: The Electrical World, Vol. XXII, No. 17, 5. August 1893, S. 94.
4. ↑ Paul Israel: Edison: A Life of Invention, S. 326, John Wiley&Sons, 1998, ISBN 978-0-471-36270-8
5. ↑ Paul Israel: Edison: A Life of Invention, S. 328–330, John Wiley&Sons, 1998, ISBN 978-0-471-36270-8
6. ↑ Con Edison, Pressemeldung vom 14. November 2007
7. ↑ No Special Danger.; Alternating Currents In Electric Light Wires]. In: The New York Times. 13. Dezember 1888 (Online-Archiv der New York Times, abgerufen am 29. Dezember 2008).
8. ↑ Testimony Of The Wizard; Edison'S Belief In Electricity'S Fatal Force.He Is Positive That An Alternating Current Of 1,000 Volts Would Surely Kill A Man.. In: The New York Times. 24. Juli 1889 (Online-Archiv der New York Times, abgerufen am 29. Dezember 2008).