Der Stromkrieg () war um 1890 ein Disput 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 und den Aufbau von Stromnetzen sei. Dabei ging es am Anfang um Marktanteile für ihre jeweiligen Elektrofirmen Edison General Electric, die ab Anfang der 1890er Jahre ohne Edison als General Electric firmierte, und Westinghouse Electric. Bei dem Stromkrieg handelte es sich um einen Formatkrieg, also keinen Krieg im eigentlichen Sinn, sondern um eine Auseinandersetzung um einen technischen Standard.
Die Wechselspannung ging dabei relativ schnell als Favorit hervor, da diese leichter hoch- oder heruntertransformiert werden kann, und mit höherer Spannung niedrigerer Strom möglich ist. Die direkten Vorteile sind geringerer Materialeinsatz (Kupfer), längere Leitungen und geringere Verluste bei der Übertragung. Daher wurde als Gegenargument bald die Gefährlichkeit in den Vordergrund gestellt, die bei hoher Spannung natürlich größer ist als bei niedriger. Bei gesunden Menschen gilt eine Berührungsspannung ab 50 V Wechselspannung (AC) oder 120 V Gleichspannung (DC) als lebensbedrohlich.
Technische Hintergründe mini|Thomas Alva Edison
Der Beginn der Elektrifizierung wurde hauptsächlich initiiert durch das Aufkommen der elektrischen Beleuchtung, die zunächst durch Batterien mit elektrischer Energie versorgt wurde. Mit der Entdeckung des dynamoelektrischen Prinzips 1866 durch Werner von SiemensW. Siemens: Ueber die Umwandlung von Arbeitskraft in elektrischen Strom ohne Anwendung permanenter Magnete. In: Annalen der Physik. 206, Nr. 2, 1867, S. 332–335, doi:10.1002/andp.18672060113 wurden erstmals größere Mengen von elektrischer Energie verfügbar. Durch die Erfindung des Transformators 1881 von Lucien Gaulard und John Dixon GibbsVDE „Chronik der Elektrotechnik – Transformator“ wurde auch der Transport der größeren Energiemengen über weite Strecken kostengünstig möglich. Denn durch Transformatoren kann eine geforderte elektrische Wirkleistung durch eine höhere Spannung mit kleinerem Strom und somit mit geringeren Leitungsverlusten übertragen und beim Kunden wieder in kleinere Spannungen zurück transformiert werden. Diese Entwicklung bei der Elektrifizierung wurde 1887 mit der Erfindung des Zweiphasenwechselstroms durch Nikola TeslaMichael Krause: Wie Nikola Tesla das 20. Jahrhundert erfand. 1. Auflage. Wiley, 2010, ISBN 978-3-527-50431-2, S. 101 und des Dreiphasenwechselstroms durch Dobrowolski im Jahr 1888Gerhard Neidhöfer: Michael von Dolivo-Dobrowolsky und der Drehstrom: Anfänge der modernen Antriebstechnik und Stromversorgung. 2. Auflage. VDE-Verlag, 2008, ISBN 978-3-8007-3115-2. ergänzt und bildet die heute in der elektrischen Energietechnik und in Stromnetzen üblichen Zwei- oder Dreiphasensysteme.Edison Tech Center, The History of Electrification, Edison Tech Center, The History of Alternating Current: AC Power History and Timeline Edison Tech Center, The History of the Transformer,
mini|Kohlefadenlampe
In dieser Anfangszeit der elektrischen Energietechnik wurden kleinere, regionale Stromnetze in Form von Inselnetzen errichtet, in denen der Strom überwiegend für die elektrische Beleuchtung in Kohlebogenlampen und Kohlefadenlampen sowie zum Antrieb kleinerer Gleichstrom-Motoren verwendet wurde. Als Spannung wurde meist 110 V angeboten, das ist die Spannung, die sich als optimal für den Betrieb der 1880 von Edison entwickelten Kohlefadenlampe ergeben hatte. Die Kohlebogenlampen, die ab 1875 installiert wurden und ab 1880 in vielen Städten die erste öffentliche elektrische Beleuchtung stellten, konnten mit 100 bis 110 V Gleich- oder Wechselspannung betrieben werden.
Edison begann ab 1882 Kraftwerke zu errichten, die den Strom für seine Gleichspannungsnetze lieferten. Er hatte neben seinen Patenten für Kohlefadenlampen viele weitere Patente zu Gleichspannungstechniken und verlangte für deren Benutzung als Patentinhaber Lizenzgebühren. So entwickelte Edison einen der ersten Stromzähler, um den Verbrauch an elektrischer Energie messen und danach verrechnen zu können. Dieser als Edisonzähler bezeichnete Stromzähler konnte nur Gleichströme erfassen. Edison kannte den Nachteil der geringeren Übertragungsweite der 110/220 V Gleichspannung gegenüber hochtransformierter Wechselspannung, wollte durch diesen Nachteil jedoch weitere Einkünfte generieren, indem er eine Vielzahl von jeweiligen lokalen Stromerzeugungsstationen für eine Reichweite von etwa 1,5 km im Durchmesser plante. Westinghouse favorisierte Wechselspannungssysteme mit ihrer in der damaligen Zeit sehr viel weiteren Übertragungsweite und begann ab 1886, diese Systeme aufzubauen.
Der Unternehmer George Westinghouse hatte mit seinem Wechselspannungssystem zu der Zeit mit rechtlichen Problemen zu kämpfen: Patentrechtlich beschränkten die Hersteller der Glühlampen, insbesondere die Unternehmen von Edison, damals häufig das Benutzungsrecht verkaufter Glühlampen auf lizenzierte Stromnetze. Damit konnte Westinghouse, im Gegensatz zu Edison, da er keine Patentrechte für die Produktion von Glühlampen besaß, seinen Kunden zwar eine leistungsfähige Stromversorgung, aber keine komplette Lösung einschließlich der Glühlampen anbieten. Hotels und Büros mit eigenen Generatoren 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.siehe etwa Incandescent Lamp Proceedings. In: The Electrical World. Band XXII, No. 17, 5. August 1893, S. 94.
mini|Eine Vielzahl von oberirdischen Stromleitungen in den Straßen von New York City, 1888
Nachdem Westinghouse seine erste große Wechselspannungsleitung installiert hatte, schrieb Edison im November 1886 in einem privaten Brief an Edward Johnson, den Präsidenten der Edison Electric
Edison befürchtete eine schlechte Presse durch die hohen Spannungen in den Westinghouse-Systemen.Jill Jonne: Empires Of Light: Edison, Tesla, Westinghouse, And The Race To Electrify The World. Random House Trade Paperbacks, 2004, ISBN 0-375-75884-4, S. 146. Sicherheit und Ungefährlichkeit war eines der Ziele bei der Gestaltung seines 100-V-Systems gewesen und er war besorgt, dass durch einen Unfall mit Todesfolge die Elektrizität insgesamt in Verruf geraten könnte.Randall E. Stross: The Wizard of Menlo Park: How Thomas Alva Edison Invented the Modern World. Crown/Archetype −2007, S. 174. Bis Ende 1887 hatte Edison 121 Gleichspannungsnetze und Westinghouse 68 Wechselstromnetze in den USA. Die Thomson-Houston Electric Company hatte zudem 22 Wechselstromnetze gebaut, die die Expansion von Unternehmen aus der Firmengruppe von Edison behinderten.Robert L. Bradley, Jr.: Edison to Enron: Energy Markets and Political Strategies. John Wiley & Sons, 2011, S. 50. Alle Unternehmen hatten ihre eigenen elektrischen Leitungen, die sich teilweise kreuzten und überschnitten.Quentin R. Skrabec: George Westinghouse: Gentle Genius. Algora Publishing, 2007, S. 97.
Die Stadt New York, in der bis 1887 keine der elektrischen Leitungen vergraben wurde, wies eine große Anzahl von Oberleitungen für Telefon-, Telegrafen-, Gleich- und Wechselspannungsleitungen bis zu 6000 V auf,Maury Klein: The Power Makers: Steam, Electricity, and the Men Who Invented Modern America. Bloomsbury Publishing USA, 2008, S. 263. die planlos durch die Straßen gezogen waren. Isolierungen auf Stromleitungen waren rudimentär oder nicht vorhanden. Im März 1888 zerriss ein großer Schneesturm eine große Anzahl der Leitungen und es kam, neben einem Zusammenbruch der Energieversorgung, zu einem Unglücksfall mit Todesfolge durch einen elektrischen Schlag. Dadurch wurde eine Diskussion über die Gefährlichkeit der Elektrizität in der Öffentlichkeit losgetreten, gefördert 1888 durch eine 84-seitige Broschüre der Edison Electric Light Co. mit dem Titel „Eine Warnung von der Edison Electric Light Company“, in der darauf hingewiesen wurde, dass Gleichspannung nicht einen einzigen Tod verursacht hatte.Mark Essig: Edison and the Electric Chair: A Story of Light and Death. Bloomsbury Publishing USA, 2009, S. 135.
Ablauf mini|George Westinghouse (nach 1900) Die Diskussion über die Gefährlichkeit von Wechselspannung ging nicht von Edison direkt 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.Paul Israel: Edison: A Life of Invention. John Wiley&Sons, 1998, ISBN 0-471-36270-0, S. 326.
Es wurden Experimente mit Tieren unternommen, 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 in den unterschiedlichen Stromsystemen zu limitieren. Brown hingegen forderte Westinghouse auf, sich gemeinsam öffentlich einem Stromschlag gleicher Spannung in Gleichspannung respektive Wechselspannung auszusetzen, da er davon ausging, dass Wechselspannung tödlicher als Gleichspannung sei.Paul Israel: Edison: A Life of Invention. John Wiley&Sons, 1998, ISBN 0-471-36270-0, S. 328–330.
Auch das Töten verurteilter Menschen durch Hängen sollte durch den elektrischen Stuhl ersetzt werden, was als schmerzärmer angesehen wurde. 1888 wurde dazu in New York ein Gesetz verabschiedet. 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. Des Weiteren wurde versucht, die Redensart für das Töten mit elektrischen (Wechsel-)Strom einzuführen und somit über Westinghouses Technik zu spotten und ein negatives Öffentlichkeitsbild zu verpassen. Nach der Verabschiedung dieses Gesetzes wurde Edison gefragt, was der beste Weg sei, um diese neue Art der Hinrichtung einzuführen. „Stellen Sie ihre Kriminellen als Strippenzieher in den elektrischen Stromversorgungsbetrieben New Yorks ein“, war Edisons ironische Antwort. Westinghouse fühlte sich durch die Experimente zutiefst beleidigt, da er nicht wollte, dass jemand durch seine Forschung zu Schaden käme und versuchte, durch ein Schreiben an Edison verbunden mit einer Einladung die Differenzen zu überwinden. Edison antwortete darauf nur, dass seine Arbeit ihm keine Zeit dazu ließe.Jill Jonnes: Empires Of Light: Edison, Tesla, Westinghouse, And The Race To Electrify The World. Random House, 2004, ISBN 0-375-75884-4, S. 167.
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 durch Firmenfusionen die Marktmacht Edisons zu reduzieren versuchte.