Во второй половине XIX века мощь стран зависела в первую очередь от угля. Это была гигантская отрасль, в которой было занято множество людей, и в которой вертелись огромные деньги. Пароходы и железные дороги доставляли его на большие расстояния. 

Но у использования угля были недостатки. Во-первых, связанные с транспортировкой. Строительство железнодорожной ­инфраструктуры было очень трудоемким и дорогим делом, а в результате получалась монополия, диктующая цены. К тому же для эксплуатации железнодорожной сети, как и пароходов, требовалось огромное количество все того же угля. Во-вторых, жить рядом с местом сжигания угля не нравилось никому – а приходилось, потому что передать энергию на значительное расстояние было невозможно. 

Именно по этим причинам у угольщиков всегда были оппоненты – люди, стремившиеся сделать энергетику чище, легче и дешевле (или хотя бы чище и легче). Когда телеграфист Томас ­Эдисон заинтересовался освещением и параллельно с рядом других инженеров (таких, как Павел Яблочков, Александр Лодыгин и Джозеф Сван) облагодетельствовал мир электрическими лампами, этих людей внезапно стало много. Повсеместно возникали общества, объе­динявшие инженеров, и плодились фирмы. Чтобы заинтересовать потребителей своей продукцией, они отправляли ее на выставки, где за достаточно большие деньги можно было своими глазами увидеть будущее.

Париж – Мюнхен – Франкфурт

Первый раз электрики мира встретились на Электрической выставке в 1881 году в Париже. Бельгиец Зеноб Грамм привез динамо-машину, американец Эдисон – лампу, американец Александр Белл – телефон, немец Эрнст Вернер фон Сименс – электрический трамвай, а француз Марсель Депре – линию электропередачи (совсем коротенькую). В Париже сейчас не найти Дворец индустрии, в котором проходила эта демонстрация чудес, – его снесли в конце XIX века – но тогда это было, пожалуй, самое популярное здание Европы. Инженеры того времени были в глазах публики чем-то вроде рок-звезд или знаменитых футболистов, и их репутация сильно зависела от того, как они выступали на таких шоу.

Среди восторженных посетителей был и 26-летний баварский инженер Оскар фон Миллер. У него уже готов свой проект линии электро­передачи (гораздо более длинной, чем у Депре). В следующем году, на электро­технической выставке в мюнхенском Стеклянном дворце (он сгорел в 1931 году вместе с множеством рукописных полотен немецких художников-романтиков) фон Миллер демонстрирует водопад, но энергию для по­­дъема воды он передал в Мюнхен из Мисбаха по проводам.

Это вызвало шок: более 50 км постоянный ток шел по проводам с напряжением 2000 В. Был и второй шок: немец реализовал свой проект с помощью француза (того же Депре). Две державы только что воевали, но их молодежь оказалась способной работать рука об руку. Столетие ЛЭП Лауфен – Франкфурт отметили в 1991 году. Solodov Aleksei / Shutterstock.com
Фон Миллер сумел подружиться не только с французом, но и с американцем Эдисоном. Дружба носила коммерческий характер и со временем превратилась в компанию AEG (первоначально – Германское эдисоновское общество). Как глава компании, фон Миллер получил приглашение на новое шоу, на этот раз в выставочной столице Германии – Франкфурте-на-Майне. Ради этой выставки нужно было построить нечто совершенно особенное.

Франкфуртская выставка 1891 года задумывалась как ответ на Парижскую 1889 года. Соперничество держав никто не отменял, так что вполне естественно, что в Германии хотели переплюнуть Францию. Только в этом случае плевать пришлось выше Эйфелевой башни, которую в 1889 году построили как временную конструкцию у входа на выставку (вот такие были в те годы расходы на пиар).

Как тебе такое, Никола Тесла?

Мир так и не увидел Франкфуртской башни – потому что ответ Эйфелю был построен не во Франкфурте, а в местечке Лауфен, на реке Неккар. Название реки происходит от кельтского словосочетания «бурная вода», и река действительно бурная, хотя и короткая – меньше 400 км от истока до впадения в Рейн. Именно тут фон Миллер решил построить гидроэлектростанцию, электроэнергию которой можно было передавать на большие расстояния с минимальными потерями. И у него было секретное оружие – из России. С его помощью он хотел победить в мировой войне постоянного и переменного токов.

Передача постоянного тока на большие расстояния при том уровне развития техники была крайне расточительна, хотя Эдисон и настаивал именно на этом векторе развития. Два знаменитых инженера – Галилео Феррарис из Италии и Никола Тесла, серб из Австро-Венгрии, работавший у Эдисона, – уже продемонстрировали свои методы передачи электроэнергии на расстояние при помощи двухфазного переменного тока (Эдисон считал его очень опасным). Изучив оба предложения, фон Миллер остановился на третьем – идее молодого инженера из Российской империи Михаила Доливо-Добровольского. Поляк по отцу и русский по матери, родившийся в Гатчине, выросший в Одессе и ­учившийся в Риге, Михаил приехал работать в Германию в возрасте 19 лет и считался там вполне своим. Фон Миллер взял его на работу в возрасте 26 лет уже известным изобретателем.
План фон Миллера состоял в том, чтобы дать энергию с ГЭС в Лауфене на ярмарку во Франкфурте при помощи трехфазного тока Добровольского. Надо было построить ГЭС, спроектировать и произвести трехфазный генератор, трехфазные трансформаторы, линию электропередачи длиной 175 км, трехфазный электро­двигатель для привода насоса ­водопада на ярмарке – и все это за два с небольшим года. Возможно, ГЭС можно было построить и поближе к Франкфурту (на том же Майне), но фон Миллер хотел, чтобы ЛЭП была как можно длиннее (точно так же, как Эйфель делал свою башню как можно выше). Если бы не это, ГЭС могла бы быть Майнской.

По нашим меркам, Лауфенская ГЭС была совсем небольшой. Гидроэнергетическое оборудование для ГЭС изготовила в Швейцарии фирма Эрликон. Единственный генератор давал мощность всего 225 кВт. Напор – около четырех метров. Но благодаря трансформатору напряжение было доведено до 12 кВ – и потери при передаче составили всего 25%. По всей ярмарке ярко горели лампочки, а в самом центре беспрерывно работал шестиметровый искусственный водопад. И это произвело должное впечатление – публика поверила в то, что электроэнергия сможет однажды прийти в каждый дом благодаря «дрехстроммотору Добровольского».

Энергосистема номер один

Энергосистема Лауфен – Франкфурт работала и после ярмарки – правда, потом ЛЭП оставили только до небольшого городка Хайльбронн. Когда более мощные станции и совершенные ЛЭП сделали ее неконкурентоспособной, оборудование Лауфенской ГЭС было демонтировано и отправлено в еще одно детище фон Миллера – Германский музей в Мюнхене. Там оно и хранится по сей день.

Михаил Доливо-Добровольский, оставшись подданным Российской империи, продолжал работать на AEG вплоть до Первой мировой войны, вынудившей его уехать в Швейцарию. Через год после окончания войны он умер. Но его идеи по-прежнему работают в энергосистемах по всему миру – ведь именно они выиграли мировую войну токов, развернувшуюся 120 лет назад.