По мере того как фабриканты строили и расширяли собственные электростанции, разрабатывались технологии, которые вели к их устареванию. В начале 1880-х годов английский инженер Чарльз Парсонс изобрел мощную паровую турбину, которая вырабатывала электроэнергию гораздо эффективнее, чем традиционные поршневые паровые двигатели. Примерно в то же время сербский изобретатель Никола Тесла совершенствовал систему передачи электроэнергии в виде переменного, а не постоянного тока. Эти два достижения в корне изменили экономику электроэнергетики. Паровая турбина позволила центральным станциям добиться гораздо большего эффекта масштаба, соответственно, понизить затраты на производство каждого киловатта. Применение переменного тока позволило станциям передавать электроэнергию на бо́льшие расстояния и обслуживать большее количество клиентов.
Поначалу новые системы переменного тока вызвали значительное сопротивление общества. Поскольку им требовалось более высокое напряжение, чем существующим системам, возникали опасения по поводу безопасности. Эдисон, по-прежнему убежденный в превосходстве своей системы постоянного тока, способствовал усилению этих опасений, проведя ряд наводящих ужас пиар-кампаний, чтобы добиться запрета на мощные системы переменного тока. Вместе с электриком по имени Гарольд Браун он помог организовать серию публичных казней животных, включая собак, коров и лошадей, с использованием динамо-машины переменного тока. Он даже убедил законодательные органы Нью-Йорка приобрести для проведения смертной казни генератор переменного тока у компании Westinghouse, которая купила патенты Теслы и занималась продвижением данных систем. 6 августа 1890 года убийца по имени Уильям Кеммлер стал первым человеком, казненным в Нью-Йорке на новом электрическом стуле. И хотя заголовок «Кеммлер вестингован» (Kemmler Westinghoused), появившийся в вышедшей на следующий день газете, вероятно, понравился Эдисону, его паникерство не смогло остановить распространение технологически более эффективных систем переменного тока.
Пока Эдисон тщетно пытался сдержать прогресс, Инсулл старался заработать на нем. Он первым осознал, что с возникновением новых технологий электроснабжение можно обеспечить огромными центральными станциями, способными удовлетворять потребности даже самых крупных промышленных потребителей. Кроме того, эффект масштаба, достигаемый поставщиками коммунальных услуг, в сочетании с возможностью обслуживания большого количества клиентов позволил бы предоставлять заводам электроэнергию по более низкой цене, чем та, которой производители могли бы достичь, используя собственные генераторы. По мере того как поставщики коммунальных услуг обслуживали все больше клиентов, их деятельность становилась бы все более эффективной, что привело бы к дальнейшему сокращению цены на электроэнергию и, стало быть, привлекло бы еще больше клиентов. «Возможность возглавить этот крупный энергетический бизнес была прямо у меня в руках, – писал Инсулл в своих мемуарах, – и я знал, что, если не смогу построить самую экономичную электростанцию, эта возможность будет потеряна».
Инсулл срочно принялся расширять генерирующие мощности компании Chicago Edison. Когда 1 июля 1892 года он стал президентом компании, кроме нее в городе еще около двадцати компаний коммунального обслуживания поставляли электроэнергию для освещения. Его компания управляла лишь двумя небольшими центральными станциями. Инсулл сразу же приступил к работе на станции, расположенной на Гаррисон-стрит, рядом с рекой Чикаго. Изначально она была оснащена двумя 2400-киловаттными динамо-машинами, однако там можно было разместить генераторы намного большего размера. Вскоре после завершения работы на станции на Гаррисон-стрит Инсулл начал планировать строительство еще более крупного объекта на Фиск-стрит. Там он хотел установить 5000-киловаттные паровые турбины, гораздо более крупные, чем любые ранее построенные в стране. Его поставщик, компания General Electric, не поддержал этот план и предложил машины меньшего размера. Однако Инсулла невозможно было переубедить. Когда он согласился разделить риск, связанный с установкой огромных турбин, его прежний работодатель сдался. В 1903 году Инсулл получил первый 5000-киловаттный генератор. Вскоре он решил установить еще более мощные машины. К 1911 году станция на Фиск-стрит была оснащена десятью турбинами мощностью 12 000 киловатт.
Наряду с наращиванием генерирующих мощностей Инсулл занимался скупкой конкурентов. Менее чем через год после того, как он возглавил Chicago Edison, Инсулл приобрел две крупнейшие конкурирующие компании: Chicago Arc Light and Power и Fort Wayne Electric. К 1885 году он поглотил еще шесть компаний, а вскоре купил оставшиеся станции, работающие в Чикаго, получив монополию на электроснабжение всего города. Он знал, что его успех основывался на эффективном обслуживании как можно большего количества клиентов. Он создал монополию не для того, чтобы повышать цены, а для достижения эффекта масштаба, необходимого для резкого снижения цен, что позволило бы ему продавать еще большее количество электроэнергии еще большему числу клиентов.
Решающую роль в реализации планов Инсулла сыграли две новые технологии. Первой был роторный трансформатор. Изобретенный в 1888 году Чарльзом Брэдли, бывшим инженером Эдисона, роторный трансформатор представлял собой преобразователь постоянного тока в переменный и наоборот. В результате расширения и покупки новых заводов Инсулл обнаружил, что все его оборудование рассчитано на разные стандарты тока, напряжения, частоты и фазность. Используя роторный и другие трансформаторы, он объединил все свои станции в единую систему – гораздо более смелую версию единой машины Эдисона, управление которой могло бы осуществляться централизованно. Это позволило ему продавать электроэнергию для различных целей: освещения, промышленного оборудования, даже трамваев – с помощью всего одной производственной операции. Роторный трансформатор позволил создать универсальную сеть без замены старого оборудования.
Второй прорывной технологией был указатель максимальной нагрузки (максимальный ваттметр), который Инсулл впервые увидел в действии в 1894 году во время отпуска в городе Брайтон в Англии. В отличие от традиционных счетчиков, которые измеряли только количество фактически потребленной электроэнергии, указатель максимальной нагрузки показывал «коэффициент нагрузки» (текущее потребление электроэнергии в процентах от пиковой нагрузки). Максимальная нагрузка была важным фактором, поскольку позволяла убедиться, что компания обладает достаточным объемом генерирующих мощностей для удовлетворения максимально возможного спроса своих клиентов. Максимальная нагрузка потребителей определяла постоянные затраты компании (то есть инвестиции, необходимые для создания и поддержания работы заводов и оборудования), а фактический расход электроэнергии – его переменные эксплуатационные затраты. Рентабельность компании зависела от общего коэффициента нагрузки, который выражал эффективность использования генерирующих мощностей. Чем выше был коэффициент нагрузки, тем больше прибыли получала компания.
Будучи одним из первых приборов для обработки информации, указатель максимальной нагрузки повлек за собой революционные изменения в сфере ценообразования на электроэнергию. Появление указателя нагрузки позволило компаниям коммунального обслуживания ввести два разных тарифа: фиксированный тариф соответствовал доле потребителя в общем объеме постоянных затрат компании, а переменный отражал его фактическое потребление. Теперь вместо того, чтобы устанавливать единую для всех покупателей цену на электроэнергию, компании коммунального обслуживания применяли различные тарифы, основываясь на экономических условиях обслуживания каждого отдельного клиента. Крупные и относительно эффективные пользователи, например фабрики, могли обслуживаться по более низким ценам, чем мелкие, менее эффективные. Изменяя цены, поставщики коммунальных услуг могли привлечь различных клиентов, чьи структуры спроса дополняли друг друга. Компании теперь комбинировали поставку электроэнергии тем пользователям, которым требовалась большая нагрузка по ночам, и тем, кто бо́льшую часть электроэнергии потреблял в дневное время, а также тем, чье потребление зависело от времени года. Тщательно управляя этим так называемым коэффициентом неодновременности, компании коммунального обслуживания максимизировали свой коэффициент нагрузки, а значит, и свою прибыль.
