Den første kommersielle produksjon av nitrogengjødsel basert på lysbuer startet i 1902 ved en salpeterfabrikk ved Niagara Falls, USA. Prosessen som var utviklet av Charles S. Bradly og D. Ross Lovejoy ble ulønnsom og produksjonen lagt ned etter to års drift. Birkelands lysbuemetode ble også utviklet i konkurranse med den mindre energikrevende Frank-Caro-prosessen (kalsiumcyanamid), kommersiell produksjonsmetode patentert 1903, og Haber-Bosch-prosessen, patentert 1910. Lysbueprosessen fikk aldri noen kommersiell suksess utenfor Norge, selv om noen lisensrettigheter også ble solgt utenlands etter at ovnsteknologien var ferdigutviklet ved utbyggingen av «Rjukan II» i 1912. Under den 1. verdenskrig ble en fabrikk med Birkeland-Eyde-ovner bygget i Soulom, Frankrike. Når fabrikken ble nedlagt i 1926 ble fire av ovnene flyttet til Rjukan. Birkeland–Eyde-prosessen var svært energikrevende og betinget tilgang til billig elektrisk kraft. I 1926 krevde lysbueprosessen i snitt 61000 kWh for å produsere 1 tonn fiksert nitrogen, Frank-Caro-prosessen krevde rundt 12-14000 kWh, mens Haber-Bosch-prosessen kun krevde 4000 kWh. I 1913, året etter at Birkeland-Eyde-ovnen var ferdig utviklet, åpnet den langt mer effektive ammoniakkfabrikken ved Oppau i Ludwigshafen, (Tyskland), som produserte etter Haber-Bosch-metoden. I 1926 ble bare 6% av produksjonen av fiksert nitrogen produsert etter lysbueprosessen. Den resterende produksjonen fordelte seg med 24% etter Frank-Caro-prosessen og 70% etter Haber-Bosch-prosessen. På 1920-tallet var Norsk Hydros andel av verdens samlede gjødselsproduksjon mellom én og to prosent.