Do, 20.12.2018 - 11:55 — Robert Rosner

Es ist erst wenige Generationen her, das man in unseren Breiten fossile Brennstoffe - Kohle und später Erdöl - zu nutzen begann. Vorerst dienten diese hauptsächlich Beleuchtungszwecken: Gaswerke versorgten die Bevölkerung mit aus Kohle destilliertem Leuchtgas, die reichen Erdölvorkommen im Kronland Galizien dienten vorwiegend der Produktion von Petroleum (Nebenprodukte wie Teer und Benzin fanden dagegen damals kaum Verwendung). Der Chemiker und Wissenschaftshistoriker Robert Rosner gibt einen Überblick über diese Entwicklung, die bereits einige Jahrzehnte später- durch den Siegeszug des elektrischen Lichts und die Erfindung des Verbrennungsmotors - eine völlige Wende erfahren sollte, sowohl in Hinblick auf das Ausmaß als auch auf die Art und Weise wie fossile Brennstoffe eingesetzt wurden.

Es begann mit Gaslaternen und Petroleumlampen

Ab der Mitte des 19.Jahrhundert begann man ganz allgemein Produkte für die Beleuchtung zu verwenden, welche erstmals fossile Brennstoffe als Ausgangsmaterial hatten. Das aus Kohle gewonnene Leuchtgas wurde anfangs vorwiegend für die städtische Beleuchtung und zur Beleuchtung großer Säle, Fabriken usw. eingesetzt und später mehr und mehr auch für die privaten Haushalte. Abbildung 1.

Abbildung 1. Laterne am Spittelberg in Wien, 1892: "Das Faßzieherhaus am Spittelberg", Aquarell von Rudolf von Alt (1812 - 1905). Das Bild ist gemeinfrei.

Bei allen früher verwendeten Lichtquellen, gleichgültig ob es sich um einen Kienspan, eine Kerze, das Öl eines Öllämpchens oder Petroleum in einer Petroleumlampe handelte, war das Leuchten auf Rußteilchen zurückzuführen, die in der Flamme erhitzt wurden. Diese Rußteilchen, die beim Verbrennen organischer Brennstoffe in der Flamme entstehen, werden bei den in der Flamme erreichten Temperaturen zur Weißglut erhitzt und strahlen sichtbares Licht aus. So dienen sie als die eigentlichen Lichtquellen. Das durch trockenen Destillation von Kohle gewonnene Erdgas enthält etwa 5 % Äthylen, das im Zuge des Verbrennungsprozesses leicht Ruß absondert - es waren also auch im Leuchtgas die Rußteilchen, die das Leuchten ermöglichten.

In Wien war die Straßenbeleuchtung in der Inneren Stadt 1845 eingeführt und 1852 auf ganz Wien ausgedehnt worden. In Folge begannen gegen Ende der 1850er Jahre die größeren Städte in der ganzen Monarchie die Straßen mit Gaslaternen zu beleuchten, zuerst in den Stadtzentren und allmählich auch in den Vorstädten und Vororten. Dann entstanden Gaswerke auch in den kleineren Städten. Linz richtete eine Gasbeleuchtung 1858 ein, Innsbruck und Salzburg 1859 und Klagenfurt 1861.

Außerhalb der Städte wurde die Beleuchtung auf Petroleumlampen umgestellt, die ein wesentlich besseres Licht gaben als die vorher verwendeten Kerzen.

Die Industrie, welche die für die Beleuchtung verwendeten Stoffe erzeugte oder die dabei entstandenen Nebenprodukte verwertete, konnte sich in dieser Zeit rasch entwickeln.

Gaswerke zur Produktion von Leuchtgas

Vor der Übernahme der Gaswerke durch die Gemeinde gab es in Wien zwei Gesellschaften, welche die Stadt mit Leuchtgas versorgten. Die größere Gesellschaft war das englische Unternehmen, die k.k. priv. Gasbeleuchtungsanstalt der Imperial-Continental-Gas Association, die mehrere Gaswerke betrieb. Im Jahr 1881 lieferten die Gaswerke dieses Unternehmens 52,8 Millionen Kubikmeter Gas, von denen 5,4 Millionen Kubikmeter für die Straßenbeleuchtung verwendet wurden. In den darauffolgenden Jahren weigerte sich die Firma ihre Produktionszahlen zu veröffentlichen.

Das andere Unternehmen in Wien war die Wiener Gasindustrie Gesellschaft. Diese versorgte die westlichen Vororte und die Hofoper mit Leuchtgas. In ihrem Gaswerk in Gaudenzdorf wurden etwa 3,6 Millionen Kubikmeter erzeugt. Als 1887 die Wiener Hofoper von Gasbeleuchtung auf elektrische Beleuchtung umstieg, konnte dieser Verlust durch die Ausdehnung des Gasnetzes auf Altmannsdorf, Hetzendorf , Inzersdorf und Atzgersdorf kompensiert werden.

Die Wiener Gaswerke

Aufgrund eines Gemeinderatsbeschlusses übernahmen im Jahr 1899 die Wiener Städtischen Gaswerke (Abbildung 2) die Belieferung der Gemeindebezirke 1 - 11 und 20 mit Leuchtgas. Die Versorgung der Bezirke 12 - 19 wurde bis zum Jahr 1911 vertragsgemäß von der Imperial-Continental-Gas Association durchgeführt. Die Wiener Gaswerke verwendeten für die Stadtbeleuchtung sofort das Auer Gas-Glühlicht (den Auerbrenner), das ein wesentlich besseres Licht gab.

Abbildung 2. Die Erbauung des Wiener städtischen Gaswerkes in Simmering, des damals europaweit größten Gaswerkes. Links: Bau des Ofenhauses 1901, rechts: zwei Gasometer, 1901. Das Leuchtgas (Stadtgas) wurde im Ofenhaus durch Trockendestillation von Steinkohle ("Kohlevergasung") und anschließende Gaswäsche im Waschhaus gewonnen und in den Gasometern gespeichert, bevor es zum Verbrauch in das Gasnetz abgegeben wurde. Mit der Umstellung auf das wesentlich billigere Erdgas in den 1970er Jahren gingen die Gasometer außer Betrieb. (Fotos sind gemeinfrei)

Eine Statistik aus dem Jahr 1900 besagt, dass die Wiener Gaswerke mehr als 73 Millionen Kubikmeter Leuchtgas erzeugten, von denen etwa 7 Millionen für die Straßenbeleuchtung, 59 Millionen für die private Beleuchtung und 5,6 Millionen für Heiz-, Koch- und Industriezwecke verwendet wurden. Für eigene Einrichtungen benötigte die Gemeinde Wien 1,2 Millionen Kubikmeter Leuchtgas. Obwohl die städtischen Gaswerke nur einen Teil der Stadt versorgten, erzeugten sie wesentlich mehr Gas als 20 Jahre vorher für ganz Wien produziert worden war.

Im Jahr 1912 wurden bereits 168 Millionen Kubikmeter für private Zwecke benötigt und 15 Millionen für die Straßenbeleuchtung. (Zum Vergleich: Der aktuelle Bedarf an Erdgas, das ja heute nicht zur Beleuchtung sondern zur Wärme-und Stromproduktion und als Kraftstoff eingesetzt wird, liegt laut E-Control Statistikbericht 2018 für ganz Österreich bei 8500 Millionen Kubikmeter im Jahr; Anm. Redn.)

In Wien hatte also zur Jahrhundertwende die Beleuchtung mit Gas auch in privaten Haushalten schon eine so große Bedeutung bekommen, dass nur etwa 10 % der Gesamtproduktion für die Straßenbeleuchtung verwendet wurden. In den kleineren Städten war dies noch nicht der Fall. In Baden war bei einer Produktion von 612000 Kubikmetern der Anteil der Straßenbeleuchtung noch 23 % und in St. Pölten 18 % bi einer Produktion von 499 000 Kubikmetern.

Nebenprodukte der Gaserzeugung fanden im Kaiserreich leider kaum Verwendung

Bei der Gaserzeugung fielen in Wien mehr als 10000 Tonnen Teer an, die in einem Werk in Angern (Niederösterreich) verarbeitet wurden. Vorwiegend wurden dort Benzol, Anthracen und Phenole ("Karbolsäuren") aus dem Teer gewonnen.

Da es im Kaiserreich aber keine Farbenfabriken gab, welche die Hauptabnehmer für Benzol und Anthracen gewesen wären, wurden diese Produkte zu sehr tiefen Preisen nach Deutschland exportiert. (Dazu kritische Anmerkungen des berühmten österreichischen Schriftstellers Karl Kraus: Abbildung 3).

Abbildung 3. Karl Kraus, einer der bekanntesten österreichischen Schriftsteller, kritisiert in seiner Zeitschrift "Die Fackel" die fehlende Ausbildung in organisch-technischer Chemie, die damals in Deutschland die Farben- und Heilmittelindustrie entstehen ließ. (Ausschnitte aus Die Fackel, Heft 31, 2 (1900) und Heft 74,4 (1901))

In manchen Jahren war der erzielbare Preis für die Teerprodukte aber so niedrig, dass der Teer verbrannt wurde.

Fallweise gab es für Karbolsäuren auch einen inländischen Markt als Desinfektionsmittel, besonders in Jahren, in denen es eine größere Zahl an Cholerafällen gab oder eine Grippeepidemie auftrat.

Der Beginn der österreichischen Erdölindustrie in Galizien.......

Die ersten Versuche, Stoffe die durch Destillation des galizischen Erdöls gewonnen wurden, für Leuchtzwecke zu verwenden, wurden 1852 von Abraham Schreiner aus Drohobycz in einer Schnapsbrennerei durchgeführt. Nach einem Unfall setzte Schreiner seine Versuche gemeinsam mit dem Apotheker Ignaz Lukasiewicz aus Lemberg fort. Lukasiewicz gelang es erstmals Petroleum durch Destillation von Erdöl gewerbsmäßig herzustellen. Zuerst errichtete er 1859 eine kleine Raffinerie und dann 1865 eine größere Raffinerie in Westgalizien, die bis zur Jahrhundertwende existierte. Abbildung 4.

Abbildung 4. Erdölfelder (rote Kreise) im Kronland Galizien (heute gehört der kleinere, westliche Teil zu Polen und Ostgalizien zur Ukraine), Bohrtürme (1909) standen in sehr dichtem Abstand.(Bilder aus Wikipedia: Mariusz Pazdziora (links; cc-by) und Postkarte,1909 von Wikiwand.com).

Bevor Galizien mit dem westlichen Teil der Monarchie durch eine Bahnlinie verbunden wurde, gab es nur eine sehr langsame Entwicklung der Petroleumindustrie. Hingegen kam amerikanisches Petroleum von Hamburg und Bremen auf dem Wasserweg nach Böhmen und von dort nach Wien. Die 1869 in Wien-Favoriten von Gustav Wagenmann gegründete Raffinerie, die bis 1904 bestand, verwendete galizisches Erdöl vorzugsweise zur Erzeugung von Schmierölen und verschnitt die Petroleum-Fraktion mit importiertem amerikanischem Petroleum. Dieses Unternehmen erweiterte sein Produktionsprogramm in den folgenden Jahrzehnten mit Wachsprodukten der verschiedensten Art. Paraffin wurde aus galizischem Erdwachs hergestellt, dann wurde eine Produktion von Stearin begonnen und etwas später von Ceresin.

Um die galizische Erdölproduktion zu fördern, wurde 1872 ein Schutzzoll von 75 Kreuzer für raffiniertes Petroleum eingeführt, der in den folgenden Jahrzehnten mehrmals erhöht wurde. Obwohl 1873 die erste Bahnlinie nach Ostgalizien fertig gestellt worden war, gelang es nicht die Erdölproduktion in Galizien wesentlich zu steigern, da die Frachtspesen für Petroleum von Galizien in die industrialisierten Teile des Reichs zu hoch waren. Im Jahr 1880 kostete die Fracht von 100 kg Petroleum von Drohobycz nach Wien 3,24 Gulden, von Bremen2,34 Gulden, von Stettin 1,87 Gulden und von Triest 1,18 Gulden.

Erst das Jahr 1883 brachte eine grundlegende Veränderung. In diesem Jahr führte der Kanadier William H. MacGarvey ein Bohrsystem ein, das sich für das galizische Bohrfeld besonders geeignet erwies. In diesem Jahr nahm eine Bahnlinie ihren Betrieb auf, die das ganze Ölgebiet erschloss. Die Regierung erhöhte den Zoll auf 10 Gulden pro Zentner, wodurch das ausländische Petroleum wesentlich verteuert wurde. Damit begann die Entwicklung der österreichischen Erdölindustrie. Zur Unterstützung der galizischen Petroleumindustrie wurden auch die Frachtspesen auf den Staatsbahnen von Galizien nach Wien sehr reduziert. Da es keine entsprechende Reduktion in der Gegenrichtung gab, wurde diese Maßnahme von den Wiener Raffinerien bekämpft.

…und das "Kunstöl" der Konkurrenz

Inzwischen hatte sich auch die russische Erdölindustrie im Raum Baku sehr stark entwickelt und Russland versuchte seine Erdölprodukte in Österreich abzusetzen. Um den hohen Zoll für raffiniertes Öl zu umgehen, exportierte Russland Petroleum mit einem Zusatz von Destillationsrückständen. Diese Gemisch - als Kunstöl bezeichnet - enthielt 90 -95 % Petroleum, Trotzdem konnte es mit dem niederen Zollsatz eines Rohöls importiert werden. So entstanden erst im ungarische Fiume (heute Rijeka) und dann in Triest Raffinerien, die sich auf die Verarbeitung von Kunstöl spezialisierten. Auch die Raffinerien in Wien und anderen Städten dehnten ihre Anlagen aus, um Kunstöl zu verarbeiten.

Die Herstellungskosten von Petroleum aus Kunstöl waren etwa ein Drittel der Raffinierungskosten von Rohöl und außerdem konnte der Rückstand sofort als Schmieröl für die Eisenbahnwaggonachsen verwendet werden. So wurde der Ausbau der Erdölindustrie in Galizien durch die Konkurrenz des Kunstöls sehr erschwert.

Bei der Raffinierung des Rohöls aus Galizien fielen auch beträchtliche Mengen an Benzin an, für das es zu dieser Zeit wenig Verwendung gab. Benzin wurde bis zum Beginn der Motorisierung vorwiegend als Lösungsmittel, etwa bei der Entfettung von Knochen, verwendet.

Noch im Jahr 1895 wurde berichtet, dass im Inland nicht genug Benzin abgesetzt werden konnte und es zu sehr gedrückten Preisen exportiert werden musste. Doch zehn Jahre später hatte sich die Situation völlig geändert. Etwa von 1908 an wird von einem kolossalen Aufschwung des Bedarfs an Benzin berichtet und darüber geklagt, dass im galizischen Rohöl die Benzinfraktion zu gering wäre und daher Benzin aus Niederländisch-Indien importiert werden müsse.

Die galizischen Produzenten von Erdöl errichteten eigene Raffinerien, um die Konkurrenz gegen die anderen Raffinerien aufzunehmen, die Kunstöl verarbeiteten. Dadurch gelang es allmählich die Produktion von Erdöl zu steigern. Im Jahr 1897 entwickelte Mc Garfey eine neue Bohrmeißel, mit deren Hilfe man Tiefen von 800 - 1000 Meter und dann sogar bis 1200 Meter erreichen konnte. Dabei wurden ergiebige Ölschichten angebohrt und der Rohölpreis sank auf 1 Krone pro 100 kg.

Die Petroleumerzeugung in den 1890er Jahren war durch wirtschaftliche Kämpfe zwischen den nördlichen Raffinerien, die galizisches Erdöl verarbeiteten, und den südlichen Raffinerien, die importiertes Kunstöl raffinierten, geprägt. Es kam zu Preisabsprachen und zur Ausbildung von Kartellen, die aber nie sehr lange Bestand hatten. Erst als 1900 der Zoll auf Rohöl von 1,10 auf 3,50 Gulden erhöht wurde, konnte die Einfuhr von Kunstöl gebremst werden.

Die Rohölproduktion in Galizien stieg von 89 000 Tonnen im Jahr 1890 auf 316 000 Tonnen im Jahr 1900 und 1,188 000 Tonnen im Jahr 1907. Zwar stieg in dieser Zeit auch der Inlandskonsum von Petroleum, doch konnten ab 1900 auch beträchtlichen Mengen Petroleum exportiert werden. Im Ausland stand Österreich in Konkurrenz zu Russland und Amerika.

Der Umstieg auf elektrische Beleuchtung

Ab Ende der 1880er Jahre wurde - zuerst in zentralen Institutionen wie beispielsweise in Theatern oder Banken - eine elektrische Beleuchtung eingeführt, die in den 1890er Jahren immer mehr an Umfang zunahm. Zur Kompensation des Verlustes an Abnehmern dehnten die Gaswerke das Rohrnetz aus, sodass in verstärktem Ausmaß auch Vororte mit Leuchtgas versorgt wurden.

Durch den von Carl Auer von Welsbach (1858 - 1929) erfundenen Glühstrumpf - ein als Strumpf ausgeformtes Netz aus Metalloxiden, der bei Erhitzung ein strahlendes Licht abgab - wurde die Qualität der Gasbeleuchtung wesentlich verbessert (s.u.: weiterführende Links). Das ermöglichte auch weiterhin eine Zunahme des Leuchtgasverbrauchs.

Die elektrische Beleuchtung, die sich gegen Ende des 19. Jahrhunderts durchzusetzen begonnen hatte, beruhte auf der von Thomas A. Edison 1879 entwickelten Kohlenfaden-Glühlampe, die allerdings einen hohen Stromverbrauch und eine geringe Lebensdauer hatte. Um diese Eigenschaften zu verbessern, experimentierte Auer von Welsbach mit verschiedenen hochschmelzenden Metallen wie u.a. mit Osmium (Osmium - Glühbirne). Schließlich resultierte daraus die Wolfram-Glühbirne, die rund 100 Jahre den Weltmarkt beherrschen sollte (s.u.: weiterführende Links).

Mit seinen Erfindungen des Glühstrumpfs für die Gasbeleuchtung anfangs der 1890er Jahre und der Metallfadenlampe für die elektrische Beleuchtung am Beginn des 20. Jahrhunderts hat Auer von Welsbach das Beleuchtungswesen der ganzen Welt neu gestaltet.

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Weiterführende Links

Robert W. Rosner, Chemie in Österreich 1740 - 1918, Lehre, Forschung, Industrie (Hsg. W. Kerber und W. Reiter, Böhlau Verlag Wien, 2004)

Inge Schuster, 23.08.2012: Carl Auer von Welsbach: Vorbild für Forschung, Entwicklung und Unternehmertum.

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