يك رويكرد نظريه بازي براي مدل سازي و تحليل رقابت اقتصادي بين توليدكنندگان سوخت فسيلي و هيدروژن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي صتايع

كارشناسي ارشد

افزايش نگراني‌هاي زيست‌محيطي، تشديد فشارهاي ناشي از تغييرات اقليمي و تعهدات بين‌المللي براي كاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي، سياست‌گذاران، صنايع و فعالان اقتصادي را به سمت گذار شتابان از سوخت‌هاي فسيلي به سوي انرژي‌هاي پاك هدايت كرده است. اين تغيير راهبردي نه تنها به دليل محدوديت منابع فسيلي و نگراني‌هاي زيست‌محيطي، بلكه به دليل ضرورت تضمين امنيت انرژي و ايجاد مزيت رقابتي در بازار جهاني انرژي اهميت يافته است. در اين ميان، هيدروژن به‌عنوان يكي از انعطاف‌پذيرترين و كم‌كربن‌ترين حامل‌هاي انرژي، جايگاهي استراتژيك در معماري نوين انرژي جهان پيدا كرده است و نقشي كليدي در تحقق اهداف توسعه پايدار، كاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي، بهبود كارايي انرژي و تسهيل گذار به اقتصاد كم‌كربن ايفا مي‌كند. پژوهش حاضر با استفاده از چارچوب نظريه بازي‌ها، رفتار راهبردي بازيگران اصلي در بازار انرژي را مورد تحليل قرار داده و با بهره‌گيري از دو مدل تحليلي متمايز، تعاملات ميان توليدكنندگان هيدروژن و سوخت‌هاي فسيلي را بررسي كرده است. در مسئله نخست، رقابت ميان يك توليدكننده هيدروژن و يك توليدكننده سوخت فسيلي در حضور مداخله سياستي دولت مدل‌سازي شد. دو سناريوي سياستي متفاوت در اين مدل در نظر گرفته شد. در سناريوي اول، دولت نقش تنظيم‌گر فعال را با ارائه يارانه به توليدكننده هيدروژن و اعمال ماليات بر توليدكننده سوخت‌هاي فسيلي ايفا كرد. نتايج نشان داد كه در حالي كه هيدروژن توانايي تصاحب بخشي از سهم بازار را دارد، هزينه‌هاي بالاي يارانه و استمرار مزيت هزينه‌اي سوخت‌هاي فسيلي موجب محدود ماندن سود اجتماعي دولت مي‌شود و اثربخشي سياست‌هاي توليدمحور تا حدي محدود است. در سناريوي دوم، تمركز سياست‌ها از توليد به سمت مصرف تغيير يافته و حمايت از تقاضا و توسعه زيرساخت‌هاي مصرف هيدروژن در اولويت قرار گرفت. يافته‌ها حاكي از آن است كه اين رويكرد تقاضامحور موجب افزايش چشمگير مصرف هيدروژن، كاهش سودآوري توليدكننده فسيلي و ارتقاي قابل توجه سود اجتماعي مي‌شود. اين نتيجه، اهميت جهت‌گيري صحيح سياست‌هاي گذار انرژي و تمركز بر توسعه زيرساخت‌ها و تشويق تقاضا را به‌وضوح نشان مي‌دهد. در مسئله دوم، امكان همكاري استراتژيك ميان دو بازيگر بررسي شد. تحليل مدل نشان داد كه سرمايه‌گذاري فناورانه توليدكننده هيدروژن مي‌تواند شرايطي ايجاد كند كه زيرساخت‌هاي بلااستفاده توليدكننده فسيلي مورد بهره‌برداري قرار گيرد. اين همكاري منجر به خلق منافع مشترك مي‌شود؛ به‌گونه‌اي كه توليدكننده هيدروژن علاوه بر سود مستقيم توليد، بخشي از درآمد توليدكننده فسيلي را نيز كسب مي‌كند و توليدكننده فسيلي با مشاركت در بازار هيدروژن، دارايي‌هاي غيرفعال خود را به سرمايه مولد تبديل مي‌نمايد. مطالعه توابع سود و رفتار تقاضا نشان داد كه تركيب سرمايه‌گذاري فناورانه و همكاري زيرساختي، علي‌رغم رقابت قيمتي، شرايط يك بازي با مجموع مثبت را ايجاد كرده و مسير گذار به اقتصاد كم‌كربن را تسريع مي‌كند. با وجود نتايج ارزشمند، اين پژوهش محدوديت‌هايي دارد كه شامل ساده‌سازي ساختار مدل، تمركز بر دو بازيگر اصلي و ناديده گرفتن نوسانات و عدم‌قطعيت‌هاي ذاتي بازارهاي انرژي مي‌شود. بنابراين، پژوهش‌هاي آتي مي‌توانند با گسترش مدل به چارچوب چندبازيگري، لحاظ پويايي‌هاي زماني و يادگيري استراتژيك با استفاده از نظريه بازي‌هاي پويا، و بهره‌گيري از روش‌هاي نوين تحليل رفتار تقاضا همچون يادگيري ماشين، تحليل جامع‌تر و دقيق‌تري ارائه دهند. همچنين، ادغام ملاحظات اجتماعي، زيست‌محيطي و نهادي مي‌تواند به غناي بيشتر تحليل و ارائه راهكارهاي عملياتي كارآمد كمك كند.

237273

سيستم هاي كلان

مهندسي صنايع و سيستم ها

دانشگاه صنعتي اصفهان