Von Martin Koch

Die Elektrifizierung der Welt

Vor 150 Jahren erfand Werner von Siemens die Dynamomaschine und legte damit den Grundstein für eine neue Phase der industriellen Revolution. Von Martin Koch

Von Lenin stammt der viel zitierte Satz: »Kommunismus ist Sowjetmacht plus Elektrifizierung des ganzen Landes.« Denn ohne Elektrifizierung, so erklärte er 1920 auf dem VIII. Gesamtrussischen Sowjetkongress, sei es unmöglich, eine moderne Industrie zu schaffen. »Wir müssen es dahin bringen, dass jede Fabrik, jedes Kraftwerk zu einer Stätte der Aufklärung wird, und wenn Russland sich mit einem dichten Netz von elektrischen Kraftwerken und mächtigen technischen Anlagen bedeckt haben wird, dann wird unser kommunistischer Wirtschaftsaufbau zum Vorbild für das kommende sozialistische Europa und Asien werden.«

Bekanntlich hat sich diese Vision nicht erfüllt. Die Sowjetmacht und das darauf gegründete Modell des Kommunismus gehören der Vergangenheit an. Dagegen schreitet die von Lenin so hoffnungsvoll gepriesene Elektrifizierung im globalen Maßstab weiter voran. Noch immer haben weltweit über 1,4 Milliarden Menschen keinen Zugang zu elektrischer Energie und mithin keinen Anschluss an die moderne industrielle Entwicklung.

Den Grundstein für den Aufschwung der Elektrotechnik legte 1866 der deutsche Erfinder und Unternehmer Werner Siemens mit der Konstruktion der Dynamomaschine. Bereits drei Jahrzehnte zuvor hatte Michael Faraday die elektromagnetische Induktion entdeckt, die es erlaubt, mit Hilfe von bewegten Magneten elektrischen Strom zu erzeugen. Hieran anknüpfend wurden in den 1840er Jahren Generatoren entwickelt, in denen die Erzeugung von Elektrizität über rotierende Dauermagnete aus Stahl erfolgte. Doch solche Magnete waren erstens teuer und zweitens nicht geeignet, hohe Stromstärken zu generieren. Deshalb ersetzte man sie durch Elektromagnete. Die bestanden anfangs aus einem relativ billigen Eisenkern, der dadurch magnetisiert wurde, dass man ihn mit Kupferdraht umwickelte und diesen an eine Batterie anschloss. Eine befriedigende Lösung war aber auch das nicht, denn die Batterien entleerten sich rasch.

Mitte der 1860er Jahre hatte Siemens die Idee, einen Teil des vom Generator erzeugten Stroms in den Elektromagneten zurückzuführen und so dessen Magnetismus zu steigern. Dabei kam es zu einer positiven Rückkopplung: Stärkerer Magnetismus führte zu höherem Strom und dieser wiederum zu stärkerem Magnetismus usw. Der Prozess endete erst, wenn die Feldstärke des Elektromagneten ihren Sättigungswert erreicht hatte.

Zu guter Letzt erkannte Siemens, dass eine kontinuierliche Stromzufuhr zum Betrieb des Generators nicht erforderlich war. Denn auch der im weichsten Eisen zurückbleibende Magnetismus reiche aus, schrieb er, um einen äußerst schwachen Strom zu erzeugen und damit den Verstärkungsprozess einzuleiten. Die Selbsterregung eines Generators aufgrund des im Elektromagneten vorhandenen Restmagnetismus wird heute dynamoelektrisches Prinzip genannt. 1867 meldete Siemens seine Dynamomaschine zum Patent an und präsentierte sie noch im selben Jahr auf der Weltausstellung in Paris.

Wie man inzwischen weiß, waren auch andere Forscher neben und teilweise sogar vor Siemens auf dieses Prinzip gestoßen. Die Priorität gebührt dabei dem dänischen Eisenbahningenieur Søren Hjorth, der schon 1854 eine selbsterregte Dynamomaschine entwickelt und dafür wenig später ein Patent erhalten hatte. Doch erst Siemens erkannte die große praktische Bedeutung der von ihm gemachten Entdeckung. Am 17. Januar 1867 informierte er darüber die Akademie der Wissenschaften in Berlin und schloss seinen Bericht mit den Worten: »Der Technik sind gegenwärtig die Mittel gegeben, elektrische Ströme von unbegrenzter Stärke auf billige und bequeme Weise überall da zu erzeugen, wo Arbeitskraft disponibel ist.« Bis dahin konnte Energie im Wesentlichen nur dort gewonnen und eingesetzt werden, wo es Wasser- oder Windkraft gab. Auch die Dampfmaschinen waren meist noch so groß und schwer, dass es Mühe machte, sie von einem Ort zum anderen zu transportieren. Mit leistungsfähigen Generatoren hingegen ließen sich über einen Leitungsdraht theoretisch alle Gegenden eines Landes mit elektrischer Energie versorgen.

Vor 200 Jahren, am 13. Dezember 1816, wurde Werner Siemens als Sohn eines Landwirts in Lenthe bei Hannover geboren. Da die finanziellen Mittel seiner Eltern nicht ausreichten, um ihm ein Studium zu ermöglichen, bewarb er sich beim Ingenieurkorps der preußischen Armee in Berlin. Hier erhielt er eine gründliche Ausbildung in den Naturwissenschaften und hörte nebenher Vorlesungen an der Berliner Universität. Er beendete seine Ausbildung als Leutnant und gehörte bis zu seinem Ausscheiden aus dem Militär im Jahr 1849 der Artilleriewerkstatt in Berlin an.

Noch als Offizier erfand Siemens einen Zeigertelegrafen mit Selbstunterbrechung, den er von dem Feinmechaniker Johann Georg Halske herstellen ließ. Beide gründeten am 1. Oktober 1847 in Berlin die »Telegraphenbauanstalt Siemens & Halske«, die bereits ein Jahr später mit dem Bau der 500 Kilometer langen Telegraphenlinie zwischen Berlin und Frankfurt am Main ihren ersten staatlichen Großauftrag erhielt. Auch an der Errichtung des russischen Telegraphennetzes war die Firma maßgeblich beteiligt, ebenso wie am Bau der indo-europäischen Telegraphenlinie, die von London über Berlin, Odessa und Teheran bis nach Kalkutta führte. Sie wurde 1870 eröffnet und blieb bis 1931 in Betrieb.

Nicht nur das Wort Elektrotechnik geht auf Siemens zurück. Auch der in den 1870er Jahren einsetzende Siegeszug der neuen Energietechnologie ist untrennbar mit dessen Namen verbunden. Denn Siemens’ Innovationen erschlossen der Elektrizität immer neue Anwendungsfelder. 1878 ging in Bayern das erste stationäre Kraftwerk der Welt in Betrieb. Die darin arbeitenden Siemens-Generatoren dienten König Ludwig II. zur Beleuchtung der künstlich angelegten Venusgrotte auf Schloss Linderhof. 1879 präsentierte Siemens auf der Berliner Gewerbeausstellung die erste elektrische Lokomotive mit Fremdstromversorgung und installierte in der Kaisergalerie in der Mitte Berlins die weltweit erste elektrische Straßenbeleuchtung. Zwei Jahre später fuhr im Berliner Vorort Groß-Lichterfelde erstmals eine Straßenbahn, die ebenfalls aus den Werkstätten von »Siemens & Halske« stammte. Als Werner Siemens, der 1888 von Kaiser Friedrich III. in den erblichen Adelsstand erhoben worden war, am 13. Dezember 1892 in Charlottenburg starb, hatte sich die Firma »Siemens & Halske« längst zu einem international operierenden Unternehmen entwickelt, das pro Jahr 1000 Dynamomaschinen produzierte und einen Gewinn von fast 20 Millionen Mark machte.

Nach Siemens’ Tod führte dessen Sohn Wilhelm die Geschäfte, der sich wie andere Industrielle im Ersten Weltkrieg für die Eroberungspolitik des Kaiserreichs einsetzte. Obwohl das Unternehmen nach der Niederlage Deutschlands seinen ausländischen Besitz und fast alle Patentrechte verlor, gehörte es Mitte der 20er Jahre wieder zu den fünf weltweit führenden Elektrokonzernen. Noch vor Hitlers Machtübernahme schloss sich Siemensvorstand Rudolf Bingel dem Keppler-Kreis an, der die NSDAP in Wirtschaftsfragen beriet und aus dem später der »Freundeskreis Reichsführer SS« wurde.

Unter den Nazis konnte die Firma Siemens ihren Gewinn verfünffachen und war 1939 mit rund 187 000 Beschäftigten der größte Elektrokonzern der Welt. Wie viele andere deutsche Unternehmen setzte auch Siemens während des Zweiten Weltkriegs in großem Umfang Zwangsarbeiter und KZ-Häftlinge ein. In der Nähe des Konzentrationslagers Ravensbrück errichtete der Konzern 1942 Baracken zur Fertigung von Telekommunikationsausrüstungen. Mit der zynischen Behauptung, die Arbeit dort sei leicht und sauber gewesen und habe zu 90 Prozent im Sitzen ausgeführt werden können, versuchte die Konzernleitung später, mögliche Entschädigungsforderungen abzuwehren. Auch in Buchenwald, Groß-Rosen und Auschwitz war Siemens bis Kriegsende geschäftlich tätig. Gleichwohl stand der ab 1941 amtierende Firmenchef Hermann von Siemens in den Nürnberger Kriegsverbrecherprozessen nur als Zeuge und nicht als Angeklagter vor Gericht. Mit Zustimmung der West-Alliierten wurde das Unternehmen, das seinen Hauptstandort 1949 nach Bayern verlegte, rasch wieder aufgebaut und erreichte bereits 1950 nahezu 90 Prozent der Produktion von 1936.

Als DAX-Unternehmen mit Sitz in Berlin und München ist die Siemens AG heute erneut einer der weltgrößten Elektrotechnik- und Elektronikkonzerne. Sie beschäftigt rund 348 000 Mitarbeiter in 190 Ländern und erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2015 einen Umsatz von 75,6 Milliarden Euro. Derzeit gehört Siemens zu den führenden Anbietern von Offshore-Windenergieanlagen, bildgebenden medizinischen Geräten sowie Gas- und Dampfturbinen für die Energieerzeugung. Denn neben der Automatisierung und Digitalisierung gehört die Elektrifizierung nach wie vor zu den Schwerpunkten der Konzerntätigkeit.

Dass in einer modernen Gesellschaft ohne elektrische Energie nichts geht, wird vielen Menschen erst bewusst, wenn der Strom einmal ausfällt. Ohne Strom hätten wir kein elektrisches Licht. Niemand könnte telefonieren, elektronische Medien nutzen oder im Internet surfen. Heizungen und Kühlsysteme fielen aus, Lebensmittel würden massenhaft verderben. Im Transportverkehr käme es zu erheblichen Beeinträchtigungen ebenso wie bei der Versorgung in den Krankenhäusern. Da ohne Strom überdies Pumpen nicht funktionierten, gäbe es kein Trinkwasser. Die katastrophalen Folgen einer solchen Entwicklung möge sich jeder selbst ausmalen.

Es ist so gesehen nur schwer vorstellbar, dass in Asien noch immer 930 Millionen Menschen ohne Elektrizität leben. In Afrika sind es rund 590 Millionen. Angesichts der in vielen Ländern nur schleppend voranschreitenden Elektrifizierung prognostizieren Experten, dass in Afrika die Zahl der Menschen ohne Stromanschluss bis 2030 sogar noch steigen werde. Südlich der Sahara verfügen mitunter kaum 20 Prozent der ländlichen Bevölkerung über Elektrizität. Zur Behebung dieses Missstandes wären traditionelle Stromnetze geeignet, aber auch Insellösungen, die sich auf erneuerbare Energien stützen (Photovoltaik, Windkraft, Wasser etc.). Zum Einsatz kommen hier oft sogenannte Hybridsysteme. Dabei wird eine Photovoltaikanlage mit Dieselgeneratoren kombiniert, um Ausfälle beim Solarstrom möglichst zeitnah kompensieren zu können.

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