Carl Bosch: Der Ingenieur, der die halbe Welt ernährte

Etwa ein Drittel aller jährlich auf der Erde angebauten Lebensmittel hängt von Ammoniak ab, das durch eine einzige industrielle Reaktion hergestellt wird, und diese Reaktion ernährt fast die Hälfte der heute lebenden Menschen. Fritz Haber demonstrierte sie auf einem Labortisch. Carl Bosch – ein ausgebildeter Metallurge, der als junger Chemiker bei einem Farbenhersteller anfing – ist der Grund dafür, dass sie im kontinentalen Maßstab und nicht nur im Laborregal existiert.

Köln, Metall und Maschinen

Er wurde am 27. August 1874 in Köln als Sohn von Carl Friedrich Alexander Bosch, einem wohlhabenden Gas- und Installationsunternehmer, und Neffe von Robert Bosch, dem Zündkerzenpionier, dessen Name noch heute auf Autoteilen steht, geboren. Das Familiengewerbe war von Bedeutung. Während die meisten großen Chemiker der Ära aus der reinen Wissenschaft zur Industrie kamen, kam Bosch aus dem Bereich der Rohre, Ventile und des Drucks zur Wissenschaft.

Seine formale Ausbildung spiegelt dasselbe Doppelleben wider. Ab 1894 studierte er Metallurgie und Maschinenbau an der Königlich Technischen Hochschule in Charlottenburg, der Institution, die zur Technischen Universität Berlin wurde. Erst danach wechselte er zur Chemie, ging an die Universität Leipzig, um unter Johannes Wislicenus zu arbeiten, und promovierte 1898 in organischer Chemie. Er war mit anderen Worten ein Maschinenbauer, der erst in zweiter Linie Chemie gelernt hatte – eine Umkehrung, die sich als entscheidend erweisen sollte. Er heiratete 1902 Else Schilbach; sie hatten einen Sohn und eine Tochter.

Ein Einstiegsjob bei der BASF

1899 trat er als unterster Mitarbeiter in die Badische Anilin- und Sodafabrik ein, das damals größte Chemie- und Farbenunternehmen Deutschlands. Seine ersten Aufgaben betrafen synthetisches Indigo, das Farbengeschäft, das den Reichtum der BASF begründete. Stickstoff kam später und er kam als nationale Notlage in Zeitlupe: Die europäische Landwirtschaft war von importiertem chilenischem Nitrat abhängig, und jeder ernsthafte Beobachter wusste, dass der Vorrat begrenzt war und im Kriegsfall von jeder Marine, die dies wollte, unterbunden werden konnte.

Fritz Haber löste das chemische Problem zwischen 1908 und 1909, indem er demonstrierte, dass atmosphärischer Stickstoff und Wasserstoff über einem Katalysator bei hoher Temperatur und sehr hohem Druck zu Ammoniak kombiniert werden konnten. Haber hatte einen Apparat für den Labortisch, der Tropfen produzierte. Was die Welt brauchte, waren Tonnen.

Das Übersetzungsproblem

Zwischen 1909 und 1913 vollbrachte Bosch eine der größten Übersetzungsleistungen der Industriegeschichte. Fast nichts aus Habers Demonstration überlebte den Maßstabswechsel, und jeder Fehlschlag gehörte zu einem eigenen Fachgebiet.

Die Katalysatoren waren die erste Hürde. Wie es im Bericht der Nobelstiftung heißt, "mussten Habers Katalysatoren, Osmium und Uran, durch eine Kontaktsubstanz ersetzt werden, die billiger wäre" – da Osmium eines der seltensten Metalle der Erde und Uran ruinös war. Boschs Team führte eine enorme empirische Suche durch und kam zu reinem Eisen mit Promotoren und Zusätzen, eine Lösung, die noch heute verwendet wird.

Dann kam die Maschinerie, für die es absolut kein Vorbild gab. Er musste Kompressoren entwerfen, die Hunderte von Atmosphären kontinuierlich statt nur kurzzeitig halten konnten; Hochdrucköfen, die nicht katastrophal versagten; eine Wasserstoffversorgung, die rein und billig genug war, um eine Fabrik rund um die Uhr zu versorgen; und ein System zur Trennung und Handhabung des Ammoniaks am Ende des Prozesses. All dies waren 1910 ungelöste Probleme der Material- und Maschinenbaukunde und nicht der Chemie, und Boschs Ausbildung in Charlottenburg in Metallen und Maschinen ist genau der Grund, warum er sie als solche sehen konnte.

Das erste Stickstoffwerk wurde 1913 in Oppau eröffnet. Das weitaus größere Leunawerk bei Merseburg folgte 1917. Zusammen verwandelten sie ein wissenschaftliches Ergebnis in einen strategischen Vermögenswert, und das Haber-Bosch-Verfahren – das heute etwa 100 Millionen Tonnen Stickstoffdünger pro Jahr produziert und mehr als ein Prozent der gesamten von der Menschheit erzeugten Energie verbraucht – wurde zur unsichtbaren Grundlage der modernen Landwirtschaft und der darauf folgenden Grünen Revolution.

Hochdruck als allgemeine Methode

Boschs wahre Erkenntnis war, dass das Druckgefäß keine Einzellösung für Ammoniak war, sondern ein universelles Werkzeug. Nach dem Ersten Weltkrieg weitete er dieselbe Hochdrucktechnik auf die Methanolsynthese, auf das Bosch-Meiser-Verfahren zur Herstellung von Harnstoff und auf die Hydrierung von Kohle zu flüssigem Kraftstoff unter Verwendung des Verfahrens von Friedrich Bergius aus. Dies war das Argument, das der Nobelpreis für Chemie 1931 anerkannte, als er gemeinsam an Bosch und Bergius "für ihre Verdienste um die Erfindung und Entwicklung chemischer Hochdruckverfahren" verliehen wurde – der erste Nobelpreis für Chemie, der an Ingenieure für Ingenieurskunst vergeben wurde.

Er stieg entsprechend auf: 1919 Vorstandsmitglied der BASF, 1925 leitender Kopf der I.G. Farbenindustrie bei deren Gründung, ab 1935 Vorstandsvorsitzender und ab 1937 Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft. Die Ehrungen häuften sich – die Liebig-Medaille 1919, eine Ehrendoktorwürde aus Karlsruhe 1918, der Werner-von-Siemens-Ring 1924, die Bunsen-Medaille, die Wilhelm-Exner-Medaille 1932.

Warum Carl als Genie bezeichnet wird

Die fragliche Fähigkeit ist keine theoretische Einsicht; Bosch entdeckte kein Naturgesetz und hat dies auch nie behauptet. Sie ist seltener und schwerer zu benennen: die Fähigkeit, ein ganzes industrielles System gleichzeitig im Kopf zu halten und zu sehen, dass ein chemisches Ergebnis eigentlich ein Metallurgieproblem, ein Kompressorproblem, ein Gasreinheitsproblem und ein Wärmemanagementproblem im Laborkittel ist. Er vergrößerte Habers Apparat nicht einfach nur. Er baute jede Komponente nach grundlegenden Prinzipien neu auf, aus Materialien, die noch gar nicht zuverlässig existierten, und das unter Termindruck.

Das Nobelpreiskomitee ehrte ihn für die Erfindung der Hochdruckchemie als Methode, nicht für ein einzelnes Produkt. Mitglieder der Institution of Chemical Engineers haben Bosch und Haber gemeinsam zu den einflussreichsten Chemieingenieuren aller Zeiten gewählt. Und die einfache Arithmetik – ein Drittel der weltweiten Nahrungsmittel, die Hälfte der Weltbevölkerung – ist die Art von Anspruch, der normalerweise Zivilisationen und nicht Einzelpersonen vorbehalten ist.

Der Gegenentwurf verdient Erwähnung. Die zugrundeliegende Chemie stammte von Haber, und Boschs Nobelpreis war für die Skalierung, nicht für die Entdeckung; eine Denkschule vertritt die Ansicht, dass dies Handwerk sei, wie großartig auch immer, und kein Intellekt. Auch das Erbe ist nicht sauber. Er baute und leitete dann die IG Farben, das riesige Kartell, das im Dezember 1933 Preis- und Abnahmegarantien der Hitler-Regierung akzeptierte, um die synthetische Ölproduktion auszubauen. Und sein Verfahren verbraucht heute mehr als ein Prozent der Weltenergie und überschwemmt die Biosphäre mit reaktivem Stickstoff. Genie ist hier real und nicht dasselbe wie Unschuld.

Die lange Niederlage

Das letzte Jahrzehnt war trostlos. Bosch glaubte an offene internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit und minimale staatliche Kontrolle der Forschung, Positionen, die im nationalsozialistischen Deutschland unhaltbar waren. Er lehnte die autarken und repressiven Politiken des Regimes ab 1933 ab und war ein offener Kritiker des Antisemitismus, wofür er zunehmend ausgegrenzt wurde – sein Vorsitz ab 1935 war weitgehend zeremoniell, und er wurde nach und nach seiner Autorität beraubt. Er verfiel in Depressionen und Alkoholismus und starb am 26. April 1940 in Heidelberg.

Sein Trost war immer woanders: Er war ein leidenschaftlicher Sammler von Insekten, Mineralien und Edelsteinen, verlieh Meteoriten- und Mineralienexemplare an Yale, die das Smithsonian schließlich kaufte, und unterhielt ein privates Observatorium. Der Asteroid 7414 Bosch trägt seinen Namen. Es ist ein passendes Denkmal für einen Mann, der sein Arbeitsleben damit verbrachte, zu beweisen, dass der Himmel geerntet werden kann.