Inżynier naturalnie 042: Tesla vs Edison - wojna prądów

Wbrew pozorom to nie opis współczesnych nam czasów, ale schyłku XIX wieku. Okres ten był tłem dla jednej z najważniejszych dla nas obecnie bitew. Nie odbywała się ona jednak na polu walki, a w zaciszu gabinetów, laboratoriach naukowych i ulicach amerykańskich miast. Mowa tu o tzw. wojnie prądów, do której w szranki stanęli Nikola Tesla i Thomas Edison. Wojnie, która ukształtowała współczesną energetykę. Każda historia ma jednak dziś swój początek. Zacznijmy więc od niego. Mamy rok 1847. W małej wsi w stanie Ohio w USA na świat przychodzi Thomas Alva Edison. Późniejszy wynalazca m.in. żarówki dorastał w średniozamożnej rodzinie.

Był najmłodszym z siódemki dzieci państwa Edison. Podstawową wiedzę wyniósł z domu, gdzie nauki czytania, pisania i matematyki uczyła go matka, była nauczycielka. Chłopiec był bystry i dużo wiedzy czerpał z książek w trakcie samodzielnej nauki. W szkole nie szło mu za dobrze, ponieważ nie był skory do przyswajania niepotrzebnej jego zdaniem wiedzy oraz zadawał za dużo pytań. Nie podobało się to jego nauczycielom. Skąd to znamy? Dzisiejsi specjaliści dopatrują się u niego ADHD. Niezależnie od przyczyny, skutkiem było dość szybkie pożegnanie się Thomasa ze szkołą. W kolejnych latach Edison dzielił czas między samodzielną edukację, eksperymenty w domowym laboratorium i pomoc ojcu w trakcie jego komiwojażerskich podróży po Stanach.

Mając natomiast 21 lat, Thomas wyjechał do Bostonu, gdzie zaczął samodzielne życie. Znalazł pracę w Towarzystwie Telegraficznym Western Union. Na ówczesne czasy Boston był stolicą inżynierów i najpotężniejszych umysłów w kraju. Idealne środowisko dla Edisona. Dzięki współpracy z gazetą Boston Daily Telegraph, dla której zaprojektował automatyczne urządzenie drukujące aktualne kursy akcji, stał się bardzo majętnym człowiekiem. Gazeta zapłaciła mu niebagatelną jak na owe czasy kwotę 40 tysięcy dolarów. Było to równowartość dzisiejszego niemal miliona dolarów. Za te pieniądze wynalazca stworzył laboratorium w Melno Park, New Jersey, zwane pieszczotliwie Fabryką Wynalazków.

Firma realizowała zarówno własne projekty, jak i prace na zlecenie. Edison zajmował się wymyślaniem i konstruowaniem urządzeń, których nikt do tej pory nie był w stanie wykonać. Mimo wielu wynalazków z dziedziny dźwięku, m.in. fonografu, Edison cały czas myślał o świetle. Na pracę nad sztucznym oświetleniem poświęcił bardzo dużo czasu i energii. Ale w końcu się udało. Największe uznanie i międzynarodową rozpoznawalność przyniosło wynalazcy stworzenie i udoskonalenie żarówki. Dzięki temu w 1886 roku udało mu się przekonać JP Morgana i rodzinę Vanderbiltów do założenia Edison Electric Light Company. Firma może się pochwalić uruchomieniem pierwszej na świecie elektrowni oraz pierwszego systemu oświetlenia miejskiego.

Zostawmy jednak na moment Stany Zjednoczone i przenieśmy się z akcją na inny kontynent. Do Europy, a dokładniej do Cesarstwa Austrii lub do dzisiejszej Chorwacji, jak kto woli. Kiedy Edison miał już 9 lat, to właśnie w tym miejscu urodził się nasz drugi bohater. Nikola Tesla. Rodzina Nikoli miała serbskie korzenie. Początkowo ojciec chciał, żeby chłopiec poszedł w jego ślady i został duchownym. Jednak ze względu na wybitne zdolności Nikoli i świetnie sprawowanie w szkole, nauczyciel odradził rodzicom te pomysły. Ostatecznie młodzieniec został wysłany na studia na Politechnikę w Gracu. Tam radził sobie na tyle dobrze, że zwrócił na siebie uwagę jednego z profesorów. Dzięki temu został później polecony do pracy w urzędzie telegraficznym w Budapeszcie.

Kiedy urząd telegraficzny został sprzedany, Tesla stracił pracę. W poszukiwaniu nowej wyjechał do Paryża. Tam podjął pracę w europejskim oddziale firmy Edisona, Continental Edison Company. W tym miejscu historie obu wynalazców przecięły się po raz pierwszy. Nikola szybko dorobił się opinii osoby bardzo solidnej i umiejącej rozwiązać problemy, z którymi nikt nie potrafił sobie poradzić. Tak było również z instalacją na stacji kolejowej w Strasburgu. Mimo iż Tesli udało się ją naprawić, czym jednocześnie uratował reputację filmy, nie został za pracę wynagrodzony. Sfrustrowany postanowił zwolnić się z pracy. Na odchodnym dostał jednak od kierownika zakładu, Charlesa Bachelora, list polecający do samego Edisona.

Za namową przyjaciela Tesla postanowił udać się do Stanów Zjednoczonych i porozmawiać z Edisonem. Panowie spotkali się w USA, a dzięki bardzo dobrej pracy w Europie oraz listom polecającym Tesla został zatrudniony w laboratorium Edisona. Nie za długo po jej rozpoczęciu Nikola otrzymał awans oraz ważne zadanie od samego właściciela. Jeśli uda mu się poprawić wydajność elektrowni Edisona o 50%, wówczas jako nagrodę otrzyma 50 tysięcy dolarów. Ambitny wynalazca poświęcił na pracę nad tym zagadnieniem aż rok. Jak nie trudno zgadnąć, udało mu się znaleźć rozwiązanie. Był nim prąd przemienny AC od angielskiego wyrażenia alternating current.

Do tej pory elektrownie Edisona generowały prąd stały określony mianem DC, czyli direct current. Ku zaskoczeniu Tesli i z niezrozumiałego do dziś powodu Edison nie zgodził się przyjąć rozwiązania serba, a w dogodku nie zapłacił mu obiecanej nagrody. Przelało to falę goryczy Tesli, który zwolnił się z pracy. I tak właśnie dochodzimy do momentu, w którym rozpoczęła się wojna o prąd prowadzona przez obu geniuszy. Przyjrzyjmy się więc bliżej jej szczegółom. Edison wiedział, że przyszłość świata będzie wyznaczał prąd elektryczny i zasilane przez niego urządzenia. Wcześniej udało mu się apatentować i udoskonalić żarówkę. Teraz jego niemalże obsesją stała się chęć dominacji na rynku energii elektrycznej.

Miał już na swoim koncie parę elektrowni. Opartych na prądzie stałym. Jedna z nich znajdowała się w sercu Nowego Jorku i zasilała okoliczne oświetlenie. Z dzisiejszej perspektywy wydaje się to dziwne, żeby elektrownię lokalizować w centrum miasta. Jednak ta, zbudowana przez Edisona, była budynkiem łudząco z zewnątrz podobnym do otaczających je kamienic i zbliżona wielkościowo. Miała wymiary 15x30 metrów. W jej wnętrzu znajdował się garnator parowy i dynama. Mimo wzrostu zainteresowania odbiorców sztucznym oświetleniem, a więc i energią elektryczną do jego zasilania, pojawił się problem. Był nim właśnie prąd stały. Nie da się go przesyłać na duże odległości.

Dlatego chcąc pokryć zapotrzebowanie Nowojorkczyków, Edison musiałby wybudować bardzo wiele takich elektrowni w odległości maksymalnie 3 km. W innym wypadku spadki napięcia byłyby tak duże, że inwestycja stałaby się nieopłacalna. Jednak w tamtym czasie nie było alternatywy. Z kolei Tesla po zwolnieniu się z zakładu Edisona przez rok imał się różnych zajęć, by zarobić na przeżycie. W tym czasie udało mu się poznać właścicieli Western Union Telegraph Company, którzy uwierzyli w jego umiejętności oraz pomysły i pomogli mu założyć Tesla Electric Light Company. To właśnie w zaciszu swojego nowego laboratorium Tesla opracował sposób wytwarzania i przesyłu prądu przemiennego. Zaprojektował również szereg urządzeń mogących być zasilanym takim prądem, m.in. silnik elektryczny.

Westinghouse wierzył w pomysł Tesli z prądem przemiennym. Był również człowiekiem biznesu i wiedział, że zdominowanie rynku energii będzie dla niego bardzo opłacalne. Niemniej panowie stworzyli dobrze działający zespół. Był tylko jeden problem, który uniemożliwiał im osiągnięcie zamierzonego celu, jakim był rozwój energetyki opartej na prądzie przemiennym. Tym problemem był nie kto inny tylko Thomas Edison. Od tego momentu firma Westinghouse'a, czyli Westinghouse Electric Company, stała się głównym oponentem firmy Edisona. Zwycięstwo wymagało jednak dobrej strategii. Do tej pory Edison zdominował swoją energią miasta. Ze względu na limity odległościowe, z jakimi borykało się przesyłanie prądu stałego, nie był w stanie dostarczyć prądu mieszkańcom wsi.

I to właśnie na nich i na obszarach słabiej zaludnionych skupił się Westinghouse. Wiedział, że dzięki właściwościom prądu przemiennego łatwo zyska przewagę na tym terenie. Kiedy udało mu się zdobyć tam silną pozycję, zaczął atakować Edisona na jego polu. Chciał podbić rynek energii w miastach konkurencyjną ceną. Zaproponował więc odbiorcom sprzedaż energii taniej niż jego rywal. Oznaczało to sprzedaż energii poniżej kosztów jej wytworzenia. Westinghouse był jednak gotów na krótkotrwałe straty, mając przed sobą świetlane perspektywy. Co w tej sytuacji mógł zrobić Edison? Nie pozostało mu nic innego jak granie fair, czyli oczernianie konkurencji i tworzenie jej czarnego PR-u.

Zaczął nagłaśniać wszystkie wypadki z udziałem prądu przemiennego. A tych było trochę. Nikt nie przejmował się wówczas czymś takim jak BHP. Edison jednak na tym nie poprzestał i postanowił pomóc wypadkom. Wykorzystał bezpańskie zwierzęta, m.in. psy i koty, które następnie raził prądem. Chciał w ten sposób zaobrazować, jak niebezpieczny jest prąd przemienny. Usłyszawszy o wątpliwych moralnie eksperymentach Edisona z prądem, zgłosił się do niego Alfred Southwick. Uznał on, że przyszłość kary śmierci leży w rękach energii elektrycznej i poprosił wynalazcę o pomoc. Edison z pomocą swojego inżyniera Harolda P. Browna opracował... krzesło elektryczne. W ten sposób chciał przypiąć prądowi przemiennemu łatkę morderczego.

Pierwsza egzekucja nie poszła zgodnie z planem Edisona i skazany umierał długo i w męczarniach. Niemniej stał się pierwszą umyślną ofiarą wojny prądów. Czarny PR kreowany przez Edisona jednak się nie opłacił. Ludzie widzieli i czuli, że technologia Tesli i Westinghouse'a jest lepsza. Nie mając innego wyjścia, Edison wywiesił białą flagę. Dzięki temu firmie Westinghouse'a udało się osiągnąć dwa kolejne zwycięstwa. Pierwszym było zasilenie i oświetlenie wystawy w Chicago. Z okazji 400-lecia odkrycia Ameryki. Co prawda Edisonowi również zaproponowano to zadanie. Ten jednak zażądał za swoją pracę pół miliona dolarów. Westinghouse skorzystał z przetestowanego już wcześniej sposobu i zaproponował niższą stawkę.

Oczywiście wygrał i to jego prąd ożywił wystawę. Lepszej reklamy dla swojej technologii nie mógł sobie wyobrazić. Drugie zwycięstwo było zarazem ziszczeniem się marzenia Tesli, budową elektrowni wodnej na wodospadzie Niagara. Elektrownia stoi tam po dziś dzień, dobitnie świadcząc o zwycięstwie sił uporu i marzeń, jakimi kierował się Tesla. Tu zakończyła się wojna prądów. I choć prąd stały przegrał ją na korzyść przemiennego, nie oznacza to jego całkowitej porażki. Dziś wiele urządzeń opiera się na prądzie DC. Są to choćby ogniwa słoneczne, smartfony, pojazdy elektryczne. Z pewnością renesans tej technologii byłby niezwykle przyjemny dla ego Edisona. Jednak niezależnie patrząc na to starcie geniuszy, stało się ono krokiem milowym w osiągnięciu dzisiejszego rozwoju technologicznego.