Die wirtschaftliche Entwicklung einer Stadt hing im 19. Jahrhundert neben der verkehrsgeografischen Lage wesentlich ab von der zur Verfügung stehenden Wasserkraft. Damit stand es schlecht in Ulm.
Ulm liegt zwar an der wasserreichen Donau, aber diese war bis in die Neuzeit als Energiequelle kaum nutzbar. Denn vor allem wegen der Unberechenbarkeit der Iller war die Gefahr zu groß, dass bei Hochwasser das Wassserwerk hinweggerissen würde. So war die Blau, an der seit 1351 Mühlen urkundlich nachweisbar sind und die schon vor 1356 im Oberen Gscheid (vor der „Blauinsel“) künstlich in zwei Arme geteilt wurde, jahrhundertelang der hauptsächliche Energielieferant in Ulm. Innerhalb des Stadtgebiets hat sie ein Gefälle von etwa 10 Metern, der durchschnittliche Durchfluss der Kleinen Blau von ca. 1.500 Litern in der Sekunde und der Großen Blau von ca. 1.750 Litern reichte, um mit ihren zwei Armen in 19 Wasserwerken insgesamt 89 Wasserräder anzutreiben. (Darin eingeschlossen ist der nördliche Stadtgraben zum Antrieb der städtischen Pumpen und weiterer Wasserwerke.) Damit war allerdings die Wasserkraft der Blau so gut wie ausgereizt. Im 19. Jahrhundert wurden keine weiteren Wasserwerke mehr genehmigt. Für aufstrebende Firmen gab es nur die Möglichkeit, bereits vorhandene Mühlen mit ihrem Wasserrecht in ihren Besitz zu bringen.
Wegen des relativ geringen Gefälles der Blau waren die Ulmer Mühlen mit sogenannten unterschlächtigen Wasserrädern ausgerüstet, bei denen das Wasser unter dem Mühlrad hindurchfließt. Diese Konstruktion hat allerdings einen geringeren Wirkungsgrad als ein oberschlächtiges Wasserrad. Im Mittelalter erreichten die Ulmer Mühlwerke höchstens einen Wirkungsgrad von 20 % der möglichen Energie, im 19. Jahrhundert vielleicht von 40 %. Erst mit der Erfindung der Turbinen und des Zuppinger-Rades mit gebogenen Wasserschaufeln kam man ab den 1860er Jahren auf einen Wirkungsgrad von etwa 80 %.
Die zugeteilte Wassermenge war von der Stadt genau festgelegt und über Breite und Seitenhöhe der Wasserrinne reguliert. Trotzdem kam es zu ständigen Streitereien um die Menge des entnommenen Wassers, vor allem zwischen der Stadt und den Müllern, die der Stadt immer wieder (zu Recht!) vorwarfen, dass sie für den Betrieb ihrer Pumpenwerke mehr Wasser entnahm, als sie offiziell zugab. Das zeigt, dass man schon im Mittelalter gezwungen war, mit den beschränkten Wasserkräften der Blau sehr sorgsam umzugehen.      
Als die württembergische „Centralstelle für Handel und Gewerbe“ im Jahre 1862 alle im Land zur Verfügung stehenden Wasserkräfte auflisten ließ, kam sie auf eine Gesamtbilanz von möglichen 48.000 PS, von denen allerdings nur 37.000 PS ausgenutzt wurden. Für die Blau ermittelte man eine Energiemenge von nur etwa 350 PS, die in Ulm zu 100 %, in Söflingen zu 90 % ausgenützt waren. (Im Gegensatz dazu lieferte z. B. die Fils im  Oberamt Geislingen fast 850 PS und im OA Göppingen fast 1.400 PS, die Brenz im OA Heidenheim knapp 900 PS.) Das führte, neben den Einschränkungen durch die Rayonbestimmungen der Bundesfestung, dazu, dass viele Ulmer Firmen in ihrer Entfaltung stagnierten oder auch sich gezwungen sahen, ihre Produktion an andere Orte zu verlagern.
Wegen fehlender Wasserkraft war z. B. die 1835 mit großem Aufwand gegründete Ulmer Zuckerrübenfabrik zum Scheitern verurteilt. Ein Ochsengöpel von 0,7 PS Leistung reichte nicht aus zum Betrieb, und die Stadt hatte einen Stichkanal zur Blau nicht genehmigt, obwohl sie selber mit 5.000 fl an dem Unternehmen beteiligt war.
Ein ähnliches Schicksal schien Johann Georg Krauß mit seiner 1856 gegründeten ersten moderne Baumwollweberei in Ulm zu drohen, weil die Wasserkraft seiner Spitalmühle mit ihren 6 PS nur für die Einrichtung von 60 mechanischen Webstühlen reichte und die Firma damit nicht konkurrenzfähig war. Krauß zog deshalb mit seiner „Mechanische[n] Weberei Ulm“ (MWU) nach Bayern in eine wesentlich leistungsfähigere Mühle in Ay (heute Stadtteil von Senden), die er bereits 1850 erworben hatte. Diese wurde über den Mühlbach von der  wasserreichen Iller gespeist und trieb bald über 300 Webstühle an. Seinem Beispiel folgte der Ulmer Messingfabrikant Philipp Jakob Wieland, der mit den 30 PS seiner Bochslersmühle im Fischerviertel (am Ausfluss der Blau in die Donau), ebenfalls an seine Grenzen gestoßen war. Angesichts extremer Trockenheit in den Jahren 1856 bis 1862 erwarb Wieland 1864 von Krauß für den stattlichen Preis von 58.000 Gulden dessen Wasserkraftwerk am Illerkanal in Vöhringen. Die Investition lohnte sich für Wieland trotz des hohen Preises, zumal es ihm gelang, die Wasserkraft der Krauß’schen Mühle noch einmal erheblich zu steigern.

Zur Geschichte der Ulmer Mühlen siehe Mühlen

In der Mitte des 19. Jahrhunderts erschien Gasenergie zunächst einmal als eine Möglichkeit zur Beleuchtung, insbesondere der öffentlichen Straßen, aber auch von Privathäusern, speziell von Gaststätten. Die Ulmer Stadtväter wurden seit 1845 von führenden Wirtschaftskreisen bedrängt zum Aufbau eines städtischen Gaswerks und gaben nach längerem Zögern schließlich nach. Am 29. April 1853 wurde der Bau eines Gaswerks zur Holzvergasung an der Neutorstraße beschlossen, damals „weit vor der Stadt“. Nach der Inbetriebnahme am 1. Dezember 1857 flammten zwei Tage später die ersten Lichter auf. Bald darauf (1862) waren auf den Ulmer Straßen 336 Gaslaternen in Betrieb. Allerdings wurde die Gasbeleuchtung schon bald durch die elektrische ersetzt. Die letzte Gaslaterne wurde in Ulm 1935 abgeschaltet.
Schnell erwies es sich, dass die Anlage des Werks mit seinen zwei 510 cbm Gas fassenden Behältern zu klein dimensioniert war. Bereits 1869 wurden täglich 1.700 cbm Gas verbraucht, seit 1864 preisgünstiger aus Steinkohle gewonnen, so dass ein dritter Gasometer mit einem Fassungsvermögen von 710 cbm nötig wurde. 1898 kam ein teleskopierbarer Behälter mit einem Fassungsvermögen von 3.000 cbm hinzu. Seit 1871 wurde auch Neu-Ulm mit Gas versorgt, seit 1874 auch der Ulmer Bahnhof, der seit 1856 ein eigenes Gaswerk betrieben und mit seinem Gas auch Privatkunden beliefert hatte. Inzwischen hatte sich das Gas außer zur Beleuchtung von öffentlichen Bauten im Laufe der Zeit auch in manchen Privathäusern zum Kochen, Backen und Heizen durchgesetzt (bei einem Preis von 20 Pfg. pro cbm). Neben etwa 700 bis 800 Kleinabnehmern (die bis zu 3.000 cbm im Jahr verbrauchten) waren im Jahr 1887 die Hauptabnehmer neben dem Ulmer Museum (mehr als 12.000 cbm) und dem Theater (mehr als 16.000 cbm) die beiden Bahnhöfe: Ulm mit mehr als 41.000 cbm, Neu-Ulm mit 48.000 cbm Gas.
Den ersten Gasmotor installierte in Ulm 1875 der Kupferschmied Eck, und zwar ein Modell der Firma Deutz mit einer Leistung von 2 PS. Für 25 Jahre waren Gasmotoren auch für kleinere Gewerbetreibende wie Schmiede, Schreiner und Druckereien, aber auch Brauereien, Bäcker und Metzger eine erschwingliche Möglichkeit zur Motorisierung ihres Betriebs (ehe sich dann ab 1900 sehr schnell der Elektromotor durchsetzte). In der Regel waren dies  kleinere Anlagen mit einer beschränkten PS-Leistung. Der Gasmotor, der bei der Fertigstellung des Ulmer Münsterturms in 70 Meter Höhe seinen Dienst tat zur Hebung der tonnenschweren Steine bis auf über 160 m Höhe, brachte eine Leistung von 4 PS. Nach der Fertigstellung des Turms beließ man ihn dort und verwendete ihn in Zukunft zum Antrieb der Münsterglocken und der Blasebälge für die Orgel. Der größte Ulmer Gasmotor war der 1901 installierte Deutz-Motor der Pflugmaschinenfabrik Eberhardt mit 40 PS. Auch Wieland verfügte zu dieser Zeit in der ehemaligen Spitalmühle über einen Gasmotor von 12 PS zur Stromerzeugung.
Die Installation eines Gasmotors war nicht genehmigungspflichtig, sofern er an das städtische Netz angeschlossen war. Nur Anlagen zur eigenen Gaserzeugung (sog. Inselbetrieb) mussten genehmigt werden, wie z. B. die Anlage der Weberei Steiger & Deschler, die aber nur zur Beleuchtung und zum Heizen diente, während der Antrieb der Maschinen vom Blaukanal besorgt wurde.
Gegen Ende des Jahrhunderts wurde die Verwendung von Gas zur Beleuchtung und zum Antrieb von Motoren sehr rasch von der elektrischen Energie abgelöst. Bereits 1882 ließ Wieland in seinem Vöhringer Werk eine elektrische Anlage installieren, angetrieben von einer Wasserturbine. Seit 1891 wurde der Ulmer Bahnhof elektrisch beleuchtet, eine 230 PS starke Dampfmaschine sorgte für die nötige Energie. Die geplante Einführung einer elektrisch betriebenen Straßenbahn machte kurz darauf ein zentrales mit zwei 240 und 300 PS starken Dampfmaschinen betriebenes leistungsstarkes Elektrizitätswerk notwendig, das 1895 an der unteren Olgastraße seinen Betrieb aufnahm. Bereits 1896 wurden 160.000 kWh Strom geliefert, bis 1900 war der Verbrauch auf eine halbe Million gestiegen. Zu dieser Zeit mussten 3,2 kg Kohle verfeuert werden, um 1 KWh zu produzieren (1950 waren es noch 0,6 kg, um 1995 noch 0,32 kg).
Mit Hilfe Wielands, der als Vöhringer Fabrikant die Verhandlungen führte, gelang es der Stadt 1897 auf bayerischem Gebiet die Illerzeller Mühle zu erwerben und mit zwei je 100 PS starken Turbinen zur Stromproduktion umzubauen. Die 135 kW Wechselstrom wurden mit einer Spannung von 5.000 Volt über eine 17 km lange Stromleitung fast ohne Verlust an Energie in das Ulmer Elektrizitätswerk geleitet und dort (zunächst noch) in Gleichstrom von 2 x 110 Volt umgeformt. Ulm war damit die erste Stadt, welche die Übertragung von Strom über eine größere Entfernung für den täglichen Bedarf anwandte. Diese Technik hatte erst acht Jahre zuvor in einem Test zwischen Lauffen am Neckar und Frankfurt die relativ verlustfreie Energieübertragung und damit die Überlegenheit von Wechselstrom über Gleichstrom bewiesen. Gleichzeitig hatte die Stadt zusammen mit Wieland schon verschiedene Grundstücke erworben für die Verlängerung des Illerkanals bis zur Donau, wo bei einem Gefälle von sechs Metern und einem Durchfluss von 123 cbm in der Sekunde 1910 zwei weitere Elektrizitätswerke entstanden. Das E-Werk Ludwigsfeld und das E-Werk Neu-Ulm (bei der Jakobsruhe) wurden grenzüberschreitend gemeinsam von den beiden Städten Ulm und Neu-Ulm gebaut und mit je zwei Francis-Turbinen ausgerüstet für eine Stromproduktion von 300 kW pro Turbine.
Die neue Energieform setzte sich rasch durch, vor allem auch für den Antrieb von Motoren. Nach einem internen Bericht der Elektrizitätswerke gab es in Ulm 1910 bereits 7.906 Elektromotoren mit einer Gesamtleistung von 2.114 PS. Davon standen 17 % in Kleinbetrieben, allerdings mit 35 % der Gesamtleistung.

Zu den Ulmer Wasserkraftwerken siehe auch Wasserkraftwerke an Iller und Donau zur Stromversorgung Ulms

Burckhard Pichon (Oberstudienrat i.R.)