Переход к чистой энергетике и отказ от ископаемого топлива остаются ключевыми задачами глобальной повестки дня, закрепленными в Целях устойчивого развития ООН до 2030 года. В этом контексте низкоуглеродный водород рассматривается экспертами как перспективный энергоноситель, способный декарбонизировать промышленность, транспорт и жилищный сектор, а также обеспечить хранение избыточной энергии из возобновляемых источников. Однако, несмотря на потенциальные преимущества, развитие водородной экономики сталкивается с серьезными препятствиями, главным из которых остается высокая стоимость создания цепочек поставок и инфраструктуры. Исследователи из Университета Корвина в Будапеште провели масштабный обзор научной литературы, чтобы выяснить, как стратегические взаимодействия между участниками рынка влияют на внедрение водородных технологий.
В своей работе, опубликованной в научном журнале Renewable and Sustainable Energy Reviews, авторы использовали инструментарий теории игр для анализа поведения стейкхолдеров — от правительств и регулирующих органов до частных компаний и технологических разработчиков. Теория игр представляет собой математический метод изучения ситуаций, в которых успех одного участника зависит от решений, принятых другими. Ученые проанализировали 87 ключевых исследований, отобранных из баз данных Scopus и Web of Science, классифицировав их по трем основным типам взаимодействия: конкуренция, сотрудничество и коопетиция (сочетание конкуренции и сотрудничества). Этот подход позволил выявить, какие стратегии доминируют в текущих моделях развития водородной энергетики и где существуют пробелы в понимании рыночных процессов.
Анализ показал, что конкуренция и сотрудничество являются противоположными, но взаимосвязанными динамиками, движущими энергетический переход. Примерно 40% изученных работ посвящены конкурентным стратегиям, которые чаще всего описываются с помощью некооперативной теории игр. Такие модели особенно распространены в секторе мобильности, включая развитие транспорта на топливных элементах и создание сети заправочных станций. В этих сценариях участники рынка, такие как автопроизводители и поставщики топлива, стремятся максимизировать свою прибыль и увеличить долю рынка, часто в условиях борьбы за государственные субсидии и выгодное регулирование. Наиболее популярными методами моделирования здесь выступают равновесие Нэша и игры Штакельберга, которые позволяют прогнозировать рыночные исходы при различных действиях конкурентов.
Сотрудничество, которому посвящено 43% исследований, играет не менее важную роль, особенно на ранних стадиях создания инфраструктуры, требующей огромных капиталовложений. Кооперативные подходы доминируют в проектах интегрированных энергетических систем, объединяющих электричество, тепло и газ. Здесь ключевыми задачами становятся справедливое распределение затрат и рисков, а также совместное использование ресурсов для достижения синергетического эффекта. Для решения этих задач ученые часто применяют такие концепции кооперативной теории игр, как вектор Шепли и переговорное решение Нэша, которые помогают определить справедливую долю каждого участника в общих выгодах коалиции.
Особый интерес представляет концепция коопетиции, или соконкуренции, которая пока остается наименее изученной областью — ей посвящено лишь 17% работ. Эта стратегия подразумевает, что участники могут сотрудничать в одних сферах, например, в создании общей инфраструктуры или разработке стандартов, одновременно конкурируя в других, таких как ценообразование или борьба за конечного потребителя. Коопетиция рассматривается как эффективный способ ускорить внедрение технологий, позволяя сбалансировать краткосрочные коммерческие интересы с долгосрочными целями развития отрасли. Примером может служить совместное строительство завода по производству водорода конкурирующими фирмами для снижения капитальных затрат при сохранении рыночного соперничества.
Географический анализ исследований выявил значительное лидерство китайских научных институтов, на долю которых приходится более половины всех публикаций по данной теме. Это отражает масштабные усилия Китая в области зеленой энергетики и реформирования энергетического сектора. Европейские исследования, составляющие меньшую часть, в основном сфокусированы на вопросах возобновляемого водорода и инновациях, стимулируемых государственной политикой. При этом значительная часть работ носит теоретический характер и опирается на математическое моделирование, в то время как эмпирических исследований, основанных на реальных данных действующих водородных проектов, все еще недостаточно.
Авторы обзора отмечают, что существующие модели часто упрощают реальность, игнорируя поведенческие аспекты, такие как доверие между партнерами, вопросы справедливости и ограниченная рациональность лиц, принимающих решения. Кроме того, в большинстве работ недостаточно глубоко проработаны политические и геополитические факторы, которые могут существенно влиять на стабильность цепочек поставок. Для более точного прогнозирования развития водородной экономики необходимы гибридные подходы, сочетающие теорию игр с оптимизационными моделями и анализом реальных кейсов, что позволит выработать более эффективные рекомендации для политиков и инвесторов.
В заключение исследования подчеркивается, что выбор правильной стратегии взаимодействия критически важен для масштабирования водородных технологий. Если на этапе зрелого рынка доминирует конкуренция, способствующая снижению цен и повышению эффективности, то на этапе становления отрасли жизненно необходимо сотрудничество для преодоления технологических и финансовых барьеров. Понимание этой динамики через призму теории игр дает возможность разрабатывать более гибкие и устойчивые механизмы управления энергетическим переходом, обеспечивая баланс между экономическими интересами отдельных игроков и глобальными целями устойчивого развития.
