Teil eins: frühe Entwicklungen

Ohne das technologische und geschäftliche Flair eines Mannes – Thomas Edison – würde die Welt heute ganz anders aussehen. Im 19.Jahrhundert war die Reise ins Licht eine schattenhafte Abfolge von Ereignissen.

Die Bedeutung der Glühbirne – oder Lampe, wie sie Ingenieuren bekannt ist – war so groß, dass der Ausdruck als Synonym für Erfindung in die Sprache eingegangen ist. Doch sein Weg zur Vorherrschaft war ein unordentlicher Straßenkampf, der von einem Mann dominiert wurde – Thomas Alva Edison -, der trotz all seiner visionären Fähigkeiten und seines Geschäftssinns nicht hätte vorhersagen können, dass ein Jahrhundert später seine Entwicklung einer Idee, die die Welt erleuchtete, durch das Aufkommen der Leuchtdiodentechnologie praktisch obsolet werden würde.

In einer der schönsten Wendungen des technologischen Schicksals hatte die sogenannte ‚Erfindung‘ der Glühbirne nie einen ‚Glühbirnenmoment‘. Wie bei so vielen kritischen Innovationen, die weitreichende Auswirkungen auf die kommerzielle und kulturelle Entwicklung der Menschheit hatten, war die Glühbirne – oder genauer gesagt die Glühlampe – das Produkt einer Reihe unabhängiger und inkrementeller Durchbrüche von Ingenieuren und Wissenschaftlern, die sowohl zeitlich als auch geografisch voneinander getrennt waren. Obwohl es der große amerikanische Erfinder und Unternehmer Edison ist, der konventionell die Lorbeeren dafür erhält, die Glühbirne in die Welt zu bringen, sagt Bernard S. Finn, Kurator der Smithsonian Institution emeritus, dass wir eine unserer wichtigsten Entdeckungen verfeinert haben, seit die frühen Menschen gelernt haben, dass kontrolliertes Feuer sowohl Licht als auch Wärme erzeugen kann.Edisons Rolle, Licht in die moderne Welt zu bringen, bestand darin, die Ideen anderer Ingenieure zu entwickeln, die ihm im 19. „Es war Thomas Edison, der eine kommerziell tragfähige Lösung gefunden hat“, sagt Finn. Im Jahr 1879, am Silvesterabend, beleuchtete Edison sein Labor in Menlo Park – ein Display, das für mehr als 20 Meilen sichtbar ist – und die Ära der elektrischen Beleuchtung wurde buchstäblich eingeschaltet. Edison sagte voraus, dass elektrisches Licht „so billig werden würde, dass nur die Reichen Kerzen verbrennen werden“.Der wahre Wert von Edisons Leistung war, dass sie das Ende einer vorläufigen Phase bei der Erzeugung von Licht aus Elektrizität markierte, indem die Glühlampe als Spitzentechnologie etabliert wurde. In Edisons elektrischem Licht: Die Kunst der Erfindung, Historiker Robert Friedel und Paul Israel zitieren 22 Erfinder von Glühlampen vor Edison und stellen ihn dennoch fest an die Spitze der Familie. Dies ist auf die Kombination von drei kritischen Faktoren zurückzuführen, die Edison gleichzeitig richtig gemacht hat: das Glühmaterial, das hohe Vakuum und der hohe Widerstand.

Es war der letzte dieser drei, den Edison wirklich besser verstand als seine Vorgänger. Bei hohem Widerstand würde sich Wärme (und damit Licht) im Element aufbauen, anstatt dass die Zuleitungen von entfernten elektrischen Generatoren kommen. Nachdem er Hunderte von Materialien getestet hatte, sagte Finn, „entschied er sich für einen dünnen Streifen – oder Faden – aus Kohlenstoff“. Da der Kohlenstofffaden brennen würde, wenn er Luft ausgesetzt würde, musste das Glasgehäuse oder die Glühbirne mit einer Vakuumpumpe evakuiert werden. Frühe Versionen der Glühlampe (das Wort kommt aus dem Lateinischen ‚incandescens‘, was ‚glühend‘ bedeutet) haben eine ‚Spitze‘, die zeigt, wo die Pumpe ursprünglich angeschlossen war. Bis 1881 gab es am elektrischen Ende einen Standardstecker, an dem die Glühbirne nun in eine Steckdose geschraubt und ein- und ausgeschaltet werden konnte.Indem Edison auf den Schultern derer stand, die vor ihm standen, konnte er so weit in die Zukunft des elektrischen Lichts sehen. Er verfeinerte unermüdlich Innovationen anderer Wissenschaftler wie Humphry Davy, James Bowman Lindsay, Moses G Farmer, William E Sawyer, Joseph Swan und Heinrich Göbel, deren Ideen kommerziell unpraktisch waren. Als er erkannte, dass Platin zu teuer war, um in der elektrischen Beleuchtung verwendet zu werden, verfolgte er die Idee eines kohlenstoffbeschichteten Bambusfilaments (anekdotisch hatte er die Idee, Bambus zu verwenden, indem er seine Angelrute während einer Exkursion beobachtete, um eine Sonnenfinsternis zu beobachten).

Er radelte auch und beschäftigte sich mit Patenten anderer Ingenieure, während er strategische Allianzen schloss, insbesondere mit seinem britischen Konkurrenten Joseph Swan (der in vielerlei Hinsicht ein gleichwertiger Spieler war, dessen Haus als erstes von einer Glühbirne beleuchtet wurde). Edison sicherte sich erhebliche finanzielle Unterstützung sowohl von der Familie Vanderbilt – der reichsten in Amerika, die ihr Geld in der Schifffahrt und der Eisenbahn verdient hatte – als auch vom Unternehmensfinanzierer JP Morgan. Doch vor allem durch seinen visionären Einfallsreichtum wurde der Mann mit mehr als tausend Patenten zur treibenden Kraft hinter der Beleuchtung des 20.

Zweiter Teil: Marktbeherrschung

Für einen Großteil des 20.Jahrhunderts schien die Glühlampe keinen ernsthaften Herausforderer zu haben. Doch mit wachsendem Druck, die Energieeffizienz zu verbessern, war in den letzten Jahrzehnten die Schrift an der Wand.Bereits 1835 demonstrierte der schottische Erfinder James Bowman Lindsay seine frühe Version des konstanten elektrischen Lichts mit der Behauptung, dass er mit dieser Technologie „ein Buch in einer Entfernung von anderthalb Fuß lesen konnte“. Er hätte kaum erwarten können, dass die Glühbirne, zu der er so viel beigetragen hatte, innerhalb eines Jahrhunderts die Nacht zum Tag machen würde. Es würde unser Leben erhellen, die Bürozeiten verlängern und Fußballstadien im Dunkeln leuchten lassen. Es würde Sicherheit und Beleuchtung für öffentliche Gebäude und Scheinwerfer bieten, um Flugabwehrwaffen aus Kriegszeiten zu führen. Straßen würden beleuchtet, um dem unaufhaltsamen Aufstieg des Automobils Rechnung zu tragen, und nachtbereite Flughäfen würden den internationalen Güterverkehr revolutionieren.

Mit dem Beginn des 20.Jahrhunderts kam eine beispiellose Gelegenheit für Entwickler der neu etablierten Glühlampe. Die Anwendungen waren grenzenlos und reichten von äußerst bescheidenen (wie Fahrradscheinwerfern) bis hin zu nationalen Infrastrukturen (wie Straßenbeleuchtung). Das Feld war offen und der Markt war bald überflutet mit Herstellern, die hofften, vom Goldrausch bei künstlicher Beleuchtung zu profitieren.Doch zu Weihnachten 1924 wurden bekannte Namen wie Osram, Philips und General Electric nervös. Dies lag daran, dass der Markt zwar boomte, aber unvorhersehbar wurde. Nachdem sein Umsatz von 63 Millionen Einheiten in den Jahren 1922-23 um mehr als die Hälfte im folgenden Jahr gesunken war, schlug der Chef von Osram, William Meinhardt, vor, sich mit seinen Konkurrenten zu treffen, um sich auf Handelsprinzipien zu einigen, die ihre Zukunft sichern würden. Während Weihnachtsbaumlichter die Schweizer Stadt Genf schmückten, schlossen sich am 23.Dezember 1924 die Spitzen der globalen Glühlampenindustrie zusammen, um das Phoebus-Kartell zu bilden, um Quoten und Territorien festzulegen, Wissen auszutauschen und sich auf Standards zu einigen (wie der Edison-Einschraubverbinder).

Doch die verborgene Agenda war der Umsatzschutz in einem Markt, in dem die Hersteller Opfer ihres eigenen Erfolgs wurden. Bereits im dritten Jahrzehnt des 20.Jahrhunderts war die Herstellung von Glühbirnen so weit fortgeschritten, dass die Geräte eine Lebensdauer von 2.500 Stunden hatten, was bedeutet, dass es Jahre dauerte, bis die Geräte ausgetauscht werden mussten. Eines der wichtigsten (und noch weniger bekannten) Ergebnisse des ‚Übereinkommens für die Entwicklung und den Fortschritt der internationalen Glühlampenindustrie‘ war, dass die Lebenserwartung auf 1.000 Stunden begrenzt werden sollte. Um sicherzustellen, dass die Unternehmen die neuen Obsoleszenz-Vorschriften einhalten, waren sie verpflichtet, ihre Produkte zur unabhängigen Prüfung in die Schweiz zu schicken. Wenn die Produkte eine unerwünschte Langlebigkeit aufwiesen, mussten die Hersteller hohe Geldstrafen zahlen.

Trotz der bewusst stagnierenden technologischen Entwicklung gewann die Glühlampe als eine der großen Innovationen der Zeit an Bedeutung. Am Ende des Ersten Weltkriegs, mit sinkenden Stromkosten, stellte es auch eine ernsthafte Alternative zur Gasbeleuchtung dar.Edison hatte sich nicht geirrt, als er sagte, nur die Reichen würden Kerzen verbrennen. Laut Forschungsdaten von Fouquet und Pearson, Die Kosten für künstliches Licht waren im Laufe der Jahrhunderte von tausenden Pfund pro Lumenstunde auf Bruchteile eines Pennys gesunken, als wir uns von der Verwendung handgefertigter Kerzen zu Glühbirnen in Massenproduktion entwickelten. Dieser Kostenrückgang führte dazu, dass der Verbrauch von künstlichem Licht im 20.Jahrhundert 100.000 mal höher war als im 18.Jahrhundert.

Energie und Licht waren so reichlich vorhanden, dass der Markt es sich leisten konnte und selbstgefällig wurde. Das Wolframfilament könnte den Treffer der aufkommenden fluoreszierenden Streifenlichttechnologie absorbieren, die in Fabriken und Büros auftauchte. Die Kosten für die Stromversorgung von künstlichem Licht waren so hoch, dass bis zur Ölkrise Mitte der 1970er Jahre kein wirklicher Druck bestand, den Status quo zu ändern. Dies löste die Entstehung der Kompaktleuchtstofflampe (CFL) aus, die mit einer fünfmal höheren Energieeffizienz als die Glühlampentechnologie eine ernsthafte Herausforderung darstellte. Als Philips und Osram sie Anfang der 1980er Jahre auf den Markt brachten, traten die ersten Risse in der Vorherrschaft der Glühlampen auf.

Effizienz wurde zum Schlagwort. Neue Technologien standen Schlange, um das nächste große Ding zu sein. Das Undenkbare begann zu geschehen: Die Regierungen verabschiedeten Gesetze, um die Glühlampe auslaufen zu lassen.

Dritter Teil: Die LED-Revolution

Da die Glühlampe jetzt tatsächlich ein Dinosaurier ist und alle Augen auf die aufstrebende LED-Technologie als Allheilmittel für die Umwelt gerichtet sind, dreht sich in der nächsten Evolutionsphase der Beleuchtung alles um Effizienz und Nachhaltigkeit.Laut dem Glühbirnenhersteller Philips macht die Beleuchtung heute 19 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs aus. Angesichts der Tatsache, dass Glühlampen effektiv bis zu 95 Prozent ihrer Energie verschwenden und Wärme anstelle von Licht erzeugen, besteht in einer Welt, in der die Verringerung der Ressourcennachfrage zunehmend gesetzlich vorgeschrieben ist, ein enormes Potenzial für Energieeinsparungen. Betrachtet man den US-amerikanischen Glühbirnenmarkt im Jahr 2010 – etwa zu der Zeit, als die Ausstiegsgesetzgebung für Glühlampen auf der ganzen Welt ausgearbeitet wurde -, wurden acht Milliarden Lampen verkauft, von denen die Hälfte Glühlampen mit kaum 10 Prozent LEDs waren.

Zu dieser Zeit schienen die Verbraucher auf die LED-Revolution nicht vorbereitet zu sein, obwohl die Forschung der Universität Cambridge die potenziellen Energieeinsparungen für den Wechsel zu LEDs als „enorm“ vorhersagte. Das Forschungspapier mit dem Titel Beleuchtung für das 21.Jahrhundert besagt, dass in Großbritannien die Beleuchtung mehr als ein Fünftel des gesamten in Kraftwerken erzeugten Stroms verbraucht und LEDs das Potenzial haben, diese Zahl um mindestens 50 Prozent zu senken. Statistiken des US-Energieministeriums stimmen darin überein und schätzen, dass „Festkörperbeleuchtung wie LEDs bis 2025 den weltweiten Stromverbrauch für die Beleuchtung um 50 Prozent senken und 258 Millionen Tonnen Kohlenstoffemissionen eliminieren, den Bedarf an 133 neuen Kraftwerken verringern und zu kumulierten finanziellen Einsparungen von über hundert Milliarden Dollar führen könnte“.

Angesichts der allgemeinen Übereinstimmung, dass massive Energieeinsparungen erzielt werden können, scheint die Welt auf eine spontane Veränderung der Art und Weise, wie wir sie beleuchten, eingestellt zu sein. Doch diese vorhergesagte Marktrevolution verlief langsam und zögerlich, was dazu führte, dass die Regierungen einschritten, um die Veränderung unserer Fertigungs- und Konsummuster zu beschleunigen. Die EU hat in den letzten zehn Jahren schrittweise verschiedene Glühlampenprodukttypen verboten, wobei im September dieses Jahres Halogen- und Kompaktleuchtstofflampen (CFLs) auslaufen – effektiv das Ende der Glühlampe, wie wir sie kennen.

Der Energy Saving Trust verwendet mehr gemessene Töne und sagt, dass wir historisch gesehen „wenig Sorge“ darüber hatten, dass „Glühbirnen nur 10 Prozent effizient waren… in den letzten Jahren hat sich eine ganz andere Einstellung zur Beleuchtung herausgebildet“. In seinem Weißbuch „The Right Light“, sagt der Trust, dass diese neue Haltung nur teilweise durch die Gesetzgebung angetrieben wird, mit Wohlwollen von der „wachsenden öffentlichen Wertschätzung der Rolle, die gute Beleuchtung bei der Verbesserung ihrer Häuser spielen kann“, die den Rest der Marktverschiebung liefert.Die Realität ist, dass Industrie und Haushalt erst jetzt ernsthaft beginnen, einen Schritt zu ändern, angetrieben von dem Wunsch, energieeffiziente aufkommende Technologien wie LEDs auf Kosten von Glühlampen und jetzt auch Halogen- und Kompaktleuchtstofflampen einzuführen.

Heute ist Großbritannien trotz seines langen Armstreits um die Brexit-Verhandlungen immer noch Mitglied der Europäischen Union, und wir stehen vor dem, was die Medien als ‚Glühbirnenverbot‘ bezeichnet haben, wobei die erregbareren Tageszeitungen routinemäßig über die (weitgehend nicht vorhandene) öffentliche Bevorratung von Glühlampen als Schutz vor einer Zukunft berichten, die von LEDs beleuchtet wird. Der Einwand dagegen ist unklar, abgesehen von einem vagen Gefühl, dass LED-Beleuchtung nicht so warm ist wie Glühlampen. Dieses ‚Lampenverbot‘ ist eigentlich eine Reihe von Entwürfen europäischer Vorschriften über die Effizienz, die die Entfernung von Wolframhalogen und CFLs als Lichtquellen bis 2020 sehen werden.Im Rahmen der Überprüfung ihrer Ökodesign-Gesetze hat die EU die Notwendigkeit veröffentlicht, dass Ersatzlichtquellen einen Mindestwirkungsgrad von 85 Lumen pro Watt und eine maximale Standby-Leistung von 0,5 W aufweisen müssen. Diese Vorschriften legen Energieeffizienzanforderungen und andere Faktoren wie Lampenlebensdauer, Aufwärmzeit und Energiekennzeichnung fest. „Mit energieeffizienter Beleuchtung könnten die Stromrechnungen der Haushalte um 25 € pro Jahr sinken. Wenn Sie eine Halogenlampe durch eine LED ersetzen, können Sie über die Lebensdauer des Produkts von rund 20 Jahren bis zu 100 € sparen. Energieeffiziente Beleuchtung könnte genug Energie sparen, um 11 Millionen Haushalte für ein Jahr mit Strom zu versorgen und die Emission von 12 Millionen Tonnen CO2 in Europa zu vermeiden.“

Doch nicht jeder ist ganz so begeistert von den Vorteilen der LED-Ersatztechnologie oder den Ökodesign-Anforderungen, und die Unterhaltungsindustrie sagt, dass die EU-Richtlinie den Todesstoß für dramatische Beleuchtung geben wird. Der Geschäftsführer des deutschen Bühnenbeleuchtungsunternehmens GLP, Udo Künzler, prognostiziert „Aussterben für Theater, Konzertsäle und andere Bereiche der darstellenden Kunst, da keine Wolframbefestigungen und viele LED-basierte Unterhaltungsbefestigungen diese Anforderungen nicht zu erfüllen scheinen“.

Um die professionelle Bühnenbeleuchtungsbranche zu schützen, hofft er, „die Europäische Kommission davon überzeugen zu können, eine Ausnahme für unsere Branche zu ratifizieren. Es gibt keine Zeit zu verlieren. Wir müssen als vereinte Industrie handeln, um zu verhindern, dass diese Vorschläge gesetzlich verankert werden“.