Wojna prądów: Edison, Tesla i Westinghouse na ringu historii

1 maja 1893 roku Noc w Chicago zmieniła się w dzień. Tysiące żarówek rozświetliło teren Wystawy Światowej, odbijając się w tafli Jeziora Michigan. Dla mieszkańców miasta, przyzwyczajonych do gazowych czy naftowych, spektakl był oszałamiający. Dla George’a Westinghouse’a był znakiem, że wojna jest wygrana.

Westinghouse był jednym z głównych graczy w tak zwanej "wojnie prądów" - bezlitosnej rywalizacji najwybitniejszych inżynierów i biznesmenów swoich czasów, której stawką było - błahostka - to, jaka technologia stanie u podstaw naszej cywilizacji. Rywalizacji, w której nie było czegoś takiego, jak zbyt brudna sztuczka.

11 lat wcześniej inny uczestnik tej wojny świętował własny tryumf. We wrześniu 1882 roku na nowojorskiej Pearl Street powstał budynek, jakiego nie widział wcześniej nikt w Ameryce i niemal nikt na świecie. Pierwsza w mieście elektrownia. Otwarta z wielką pompą przez człowieka powszechnie uznawanego za jednego z największych geniuszy świata.

Tym człowiekiem był Thomas Edison. Pod koniec lat 70. XIX wieku, trzydziestoparoletni wynalazca zdobył światową sławę dzięki niemal magicznemu urządzeniu do nagrywania dźwięku, nazwanemu przez niego fonografem. Sława i pieniądze pozwoliły mu otworzyć "fabrykę wynalazków" w Menlo Park w New Jersey, w której pod jego okiem inżynierowie pracowali nad kolejnymi urządzeniami, które miały zmienić świat.

Jeden problem stał się dla niego niemal obsesją: oświetlenie. Inżynierowie już od lat 30. XIX wieku eksperymentowali z elektrycznymi światłami: w 1835 zademonstrowano lampę łukową, a przez następnych 40 lat naukowcy majstrowali przy żarówkach. Pierwsze prototypy były jednak drogie, potwornie energochłonne i przepalały się po co najwyżej kilku godzinach.

Edison i jego badacze skupili się na żarniku, czyli części żarówki, która wytwarza światło po podgrzaniu prądem elektrycznym. Najpierw testowali węgiel, potem platynę, potem wrócili do węgla. W październiku 1879 r. zespół Edisona wyprodukował żarówkę z karbonizowanym włóknem bawełnianym, która mogła wytrzymać 14,5 godziny. Kontynuowali eksperymenty, aż zdecydowali się na żarówkę z żarnikiem  z bambusa, która zapewniła lampom Edisona żywotność do 1200 godzin - ten żarnik stał się standardem dla żarówek Edisona na następne 10 lat. Teraz, by rozświetlić świat, wystarczyło... dostarczyć mu prądu.

Właśnie to trzy lata później sprowadziło Edisona na Pearl Street. Edison wiedział, że nadchodzi elektryczna rewolucja i zamierzał stanąć na jej czele. Założył firmę Edison Illuminating Company, która w Dystrykcie Finansowym Manhattanu postawiła elektrownię. Pierwszą w USA i drugą na świecie - po bardzo podobnej londyńskiej uruchomionej przez Edisona zaledwie osiem miesięcy wcześniej.

Budowanie elektrowni w sercu metropolii z dzisiejszej perspektywy może wydawać się szaleństwem, ale obie elektrownie Edisona były maleńkie. Nowojorska miała zaledwie 15 na 30 metrów i wyglądała jak typowa kamienica z nadwymiarowymi kominami. W jej sercu znajdował się parowy generator i sześć dynam. To wystarczyło, bo początkowo elektrownia zasilała zaledwie 400 lamp u 82 klientów. Dwa lata później klientów było już ponad 500, a żarówek ponad 10 tys.

Edison w swoich elektrowniach wytwarzał prąd stały (DC), w którym ładunki elektryczne płyną stale w tym samym kierunku. W prądzie przemiennym zmieniają kierunek kilkadziesiąt razy na sekundę. Prąd stały jest bezpieczniejszy dla człowieka, ale ma zasadniczy z perspektywy tworzenia sieci energetycznej problem: nie da się go przesyłać na duże odległości bez utraty lwiej części energii. W praktyce w Nowym Jorku czy Londynie minielektrownie Edisona musiałyby stać co trzy kilometry. I dymić bez przerwy. Ale na horyzoncie nie było jeszcze konkurencji.

Prąd przemienny (AC) nie miał tych problemów. Transformator, który drogę od teorii do praktycznego zastosowania przeszedł w latach 80. XIX wieku, mógł podnieść napięcie, co pozwoliło na przesyłanie energii elektrycznej na znacznie większe odległości niż prąd stały przy znikomych stratach. Wysokie napięcie byłoby następnie obniżane przez inny transformator na końcu linii. Ponieważ energia elektryczna mogłaby być przesyłana na duże odległości, elektrownie mogłyby być większe, a co za tym idzie tańsze w eksploatacji. Kiedy Edison otwierał swoją elektrownię, to wszystko były jednak jedynie pomysły. Nikt nie wiedział dokładnie, jak je zrealizować.

Jedną z największych ironii losu w historii wojny o prąd jest fakt, że Edison największego rywala do USA ściągnął sam. w 1884 r. młody inżynier, niedawno pracujący w europejskiej filii koncernu Edisona, przypłynął do Ameryki z czterema centami w kieszeni. Nazywał się Nikola Tesla.

Chorwat zatrudnił się w Edison Machine Works, gdzie zaczął pracować nad ulepszaniem generatorów prądu stałego. Ale od początku był przekonany, że przyszłość będzie zasilana prądem zmiennym. Gdy próbował przekonać do tego Edisona, usłyszał, że jego pomysły są wspaniałe, ale zupełnie niepraktyczne. Rzucił więc papierami. Przez najbliższe lata zbierał pieniądze na laboratorium. Miał pomysły, ale nie miał pieniędzy ani znajomości reguł biznesu.

Miał jednak szczęście. Spotkał na swojej drodze człowieka, który miał jedno i drugie. George Westinghouse nie był tak sławny jak Edison, ale tylko dlatego, że sławy nie szukał. Wynalazków miał na koncie nie mniej. Jako kilkunastoletni chłopak opracował rotacyjny silnik parowy, który doskonale nadawał się do zastosowania w maszynach rolniczych. Później wywołał małą rewolucję w kolejnictwie, opracowując hamulce pneumatyczne i nowoczesne systemy sygnalizacyjne. A potem skończył 22 lata i zaczął budować biznesowe imperium.

Gdy Westinghouse, który akurat myślał o zainwestowaniu w telefonię, usłyszał o pracach Tesli, nie wahał się ani chwili. Westinghouse wykupił patenty wynalazcy za 60 tys. dolarów w gotówce i akcjach i 2 dolary 50 centów za każdy koń mechaniczny mocy dostarczony dzięki wynalazkom Chorwata. Dziś to grube miliony.

Westinghouse Electric Company rzuciła wyzwanie monopolowi Edisona. Westinghouse wiedział, że zwycięstwo w tej wojnie będzie wymagało odpowiedniej strategii, dlatego precyzyjnie wybierał pola bitew.

Początkowo skupił się na obszarach wiejskich i podmiejskich, do którego krótkodystansowy prąd Edisona po prostu nie mógł dotrzeć. Gdy zbudował przyczółek, atakował twierdze konkurenta, czyli miasta, gdzie sprzedawał energię poniżej kosztów, byle tylko odebrać klientów przeciwnikowi. Pod koniec 1887 r. miał już 68 elektrowni. Edison 121. Ale na rynku byli jeszcze inni gracze inwestujący głównie w prąd DC, między którymi regularnie wybuchały konflikty. Sądy były pełne spraw o naruszenie patentów.

"To pewne jak śmierć, Westinghouse zabije klienta w ciągu sześciu miesięcy" pisał w 1886 r. Bez względu na to, czy rzeczywiście obawiał się o zdrowie ludzi, czy po prostu widział w tym doskonałą okazję do podkopania reputacji AC, Edison i jego zwolennicy regularnie nagłaśniali wszelkie wypadki z prądem przemiennym. A tych nie brakowało, bo choć elektryczność nadal była rzadkością, to czasami wykonawstwo instalacji przyprawiłoby dzisiejszego inspektora nadzoru o zawał.

Najsłynniejszy i najbardziej makabryczny z takich wypadków miał miejsce w 1889 r., gdy instalator John Feeks stracił równowagę na słupie i chwycił się przewodu, przez który płynął prąd o wysokim napięciu. Umarł natychmiast, ale koszmar dopiero się zaczynał. Jego ciało zaplątało się w przewody i przez ponad pół godziny płonęło w porze lunchu nad ruchliwą ulicą w sercu Manhattanu. Koszmarowi przyglądały się tysiące ludzi a miasto zdecydowało o wyłączeniu wszystkich elektrowni na całą zimę.

Edison nie ograniczał się jednak do czekania na wypadki. Korzystając z pomocy inżyniera elektryka Harolda P. Browna, przeprowadził szereg makabrycznych eksperymentów, w których bezpańskie psy, cielęta i koń były rażone prądem. A na zwierzętach się nie skończyło.

Nowojorski wynalazca Alfred Southwick nienawidził kary śmierci, którą uważał za absolutnie niehumanitarną. Po przeczytaniu arykułu o wypadku, w którym pijany mężczyzna umarł w kilka sekund po dotknięciu pracującego generatora. Uznał, że w elektryczności jest przyszłość egzekucji - i udał się do Edisona z propozycją stworzenia nowego, humanitarnego sposobu uśmiercania ludzi. Edison zrobił sobie przerwę w rażeniu prądem zwierzątek i zobaczył w tym wspaniałą okazję do przerażenia potencjalnych klientów Westinghousa.

Westinghouse odmówił sprzedaży generatorów, ale Edison postawił na swoim. Jego nadworny specjalista od rażenia prądem, Harold Brown, stworzył krzesło elektryczne które zaofiarował władzom stanowym. W 1890 r. jego pierwszą ofiarą miał stać się morderca William Kemmler.

Rywal Edisona nie miał zamiaru pozwolić mu na przyklejenie prądowi AC łatki “zabójczego" - Edison zaczął mówić o porażeniu prądem jako o "Westinghousowaniu" - więc wydał 100 tys. dolarów na wsparcie sądowej apelacji żonobójcy. Sprawa trafiła aż do Sądu Najwyższego który uznał, że porażenie prądem nie jest zakazaną przez amerykańską konstytucję “okrutną i niezwykłą karą".

Egzekucja poszła fatalnie. 17 sekund rażenia prądem nie wystarczyło do uśmiercenia Kemmlera. Porażony, ale żywy i przytomny, musiał czekać w krześle na ponowne naładowanie generatora. Przy drugim podejściu jego włosy zaczęły dymić, a smród palonego ciała powodował wymioty obserwujących egzekucję. Wojna prądów pochłonęła pierwszą umyślną ofiarę.

Makabryczna kampania Edisona zdała się jednak na nic. Technologia Westinghouse’a i Tesli okazała się po prostu lepsza. Przynajmniej na wielkie skale.

W dwa lata po egzekucji Kemmlera, Edison skapitulował. Zaczął zajmować się innymi problemami. W 1892 r. jego firma elektryczna połączyła się z konkurentem, Thomson - Houston, tworząc koncern General Electric. GE nie było uprzedzone do prądu AC i wkrótce miało się na niego przerzucić. Najpierw jednak Westinghouse odniósł dwa ostatenie wielkie zwycięstwa, stanowiące ostatni akt jego wojny z - emerytowanym już - Edisonem.

Najpierw oświetlił Wystawę w Chicago, organizowaną z okazji 400-lecia odkrycia Ameryki. Gdy Grover Cleveland wciskał swój złoty przycisk, to właśnie technologia Westinghouse’a i Tesli ożywiła teren wystawy. W ciągu następnego roku światła zasilane prądem AC podziwiało 27 milionów odwiedzających. Za tę trudną do wycenienia reklamę, Westinghouse zapłacił grosze. Gdy organizatorzy oferty zapowiedzieli, że będą chcieli oświetlić ją elektrycznie, Edison zaproponował, że zrobi to za pół miliona dolarów. Westinghouse zastosował swoją starą sztuczkę i zażądał 400 tys. - zdecydowanie poniżej własnych kosztów.

W rok później Westinghouse dostał potężny kontrakt na budowę elektrowni wodnej nad wodospadem Niagara. Elektrownia działa w tym miejscu do dziś. Zwycięstwo AC było całkowite.

Choć DC przeżywa swoisty renesans. Komputery, smartfony, ogniwa słoneczne, pojazdy elektryczne - one wszystkie pracują dzięki prądowi stałemu. Może się okazać, że w dłuższej perspektywie wojna wynalazców skończy się rozejmem. Z korzyścią dla nas.