1712 installiert Thomas Newcomen die erste betriebsfähige Dampfmaschine in einer Kohlemine bei Dudley Castle, Staffordshire. Die Maschine pumpt das Wasser ab, das die Stollen überflutet. Ihr thermischer Wirkungsgrad beträgt etwa 1%. Sie verbraucht Kohlemengen, die nur die unmittelbare Nähe zur Mine erträglich macht. Newcomens Maschine funktioniert, weil der Brennstoff kostenlos ist. Sie kann nirgendwo anders funktionieren.
Sechzig Jahre lang ist die Dampfmaschine an die Geologie gebunden. Manufakturen, die mechanische Kraft benötigen, siedeln sich in der Nähe von Flüssen für Wasserräder oder in der Nähe von Minen für Newcomen-Maschinen an. Die Industriegeographie Englands im 18. Jahrhundert ist eine Karte der Wasserläufe und Lagerstätten.
1769 lässt James Watt den separaten Kondensator patentieren. Anstatt den Zylinder bei jedem Zyklus abzukühlen, um den Dampf zu kondensieren, kondensiert man den Dampf in einer separaten, permanent kalt gehaltenen Kammer. Der Zylinder bleibt heiß. Die Energie, die verloren ging, um ihn bei jedem Zyklus wieder zu erwärmen, entfällt.
Der Wirkungsgrad wird etwa verdreifacht. Zwei Drittel der Kohle, die umsonst verbrannt wurde, wird nicht mehr verbrannt.
Dieser Gewinn reduziert nicht den Gesamtverbrauch von Kohle. Er steigert ihn. Jevons (1865) formalisiert es: die gesteigerte Effizienz macht den Dampfeinsatz in Orten und Anwendungen rentabel, die ihn vorher nicht verbrauchten. Der Kondensator reduziert nicht die Nachfrage nach Kohle. Er dehnt sie geografisch aus.
Die Fabrik als organisatorische Form existierte vor Watt. Arkwright eröffnet 1771 Cromford, moderne wasserkraftbetriebene Spinnerei: Fabrikdisziplin, kontinuierliche Rotation, Arbeitsteilung. Das factory system ist eine organisatorische, keine thermodynamische Erfindung. Was der Kondensator bewirkt, ist nicht die Erfindung dieser Form. Es ist ihre Loslösung vom Fluss.
Der Bridgewater-Kanal öffnet 1761, acht Jahre vor Watts Patent. Er befördert Kohle von Worsley nach Manchester, etwa zehn Kilometer entfernt. Die Infrastruktur existierte bereits. Der Kondensator macht sie in neuer Größenordnung rentabel. Manchester bietet, was Mine und Fluss nicht zusammen bieten: ein feuchtes, für Baumwolle günstiges Klima, verfügbare Arbeitskraft, Hafenzugang nach Liverpool. Die Baumwollindustrie siedelt sich dort an, weil Watts Wirkungsgrad eine Lokalisierung nach anderen Kriterien als Energie rentabel macht.
Newcomen band die Industrie an die Geologie. Watt hat sie teilweise davon gelöst. Diese Loslösung hat Restkosten: der Kohletransport wurde zu einer eigenen Industrie. Kanäle und später Eisenbahnen wurden gebaut oder rentabel gemacht, um Brennstoff zu Maschinen zu befördern, die nicht mehr neben ihm stehen mussten. Die britische Transportinfrastruktur des 19. Jahrhunderts ist die logistische Spur dieser Verlagerung.
Doktrin
Ein thermodynamischer Wirkungsgradgewinn reduziert nicht den Verbrauch. Er verschiebt die geografischen Zwänge der Produktion. Was Watt befreit hat, ist nicht Energie. Es ist Territorium. Und jede Befreiung ist auch eine neue, verschobene Bindung.
Diese Verschiebung ist nicht automatisch. Sie erfordert drei Bedingungen: dass der Energieträger kostengünstig transportierbar ist, dass die finale Umwandlung keine unüberwindbaren lokalen Zwänge auferlegt, und dass die Nachfrage in von der Quelle gelösten Orten existiert. Wenn eine der drei fehlt, bleibt der Wirkungsgradgewinn lokal.
Offener Vektor
Der Verbrennungsmotor hat die Landwirtschaft von der Tierkraft gelöst. Wrigley schätzt, dass im 19. Jahrhundert ein Viertel der bebauten Flächen in England dazu diente, Zugpferde zu ernähren. Der Traktor hat nicht nur das Pferd ersetzt. Er hat dessen Flächen verfügbar gemacht. Der Wirkungsgradgewinn hat Territorium im wörtlichen Sinne befreit.
Die Photovoltaik löst die Stromerzeugung schrittweise von der Geologie der Kohlenwasserstoffe, bindet sie aber an eine andere Geologie: Lithium, Kupfer, seltene Erden, Qualitätssilizium. Die Befreiung ist eine Verschiebung, keine Abschaffung.
Die Kernspaltung bestätigt, dass der Gewinn an Energiedichte nicht automatisch zur geografischen Umstrukturierung führt. Frankreich konnte seine Stromkapazität nach der Verfügbarkeit von Kühlwasser statt nach der Kohlekarte bauen, und der nukleare Schiffsantrieb hat U-Boote von der Brennstofflogistik gelöst. Aber die Umstrukturierung war geringer, als die Energiedichte erwarten ließ, weil die Zwänge der Umwandlung und Verteilung bestehen blieben. Die Kernenergie hat von der Geologie der Kohle befreit, ohne von der Geografie des Wassers zu befreien.
Falls Fusionsenergie eines Tages nutzbar wird, von welcher der drei Bedingungen wird sie den Zwang aufheben, und welche wird sie beibehalten?
