Multilateral bargaining and strategic investments in the Eurasian gas supply network [Elektronische Ressource] / von Svetlana Ikonnikova

Ikonnikova Svetlana

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• Publié par: humboldt-universitat_zu_berlin
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 9
• Langue: English
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Extrait

Multilateral Bargaining and Strategic Investments
in the Eurasian Gas Supply Network
DISSERTATION
zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor rerum politicarum
(Doktor der Wirtschaftswissenschaft)
im Fach Wirtschaft
eingereicht an der
Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät
Humboldt-Universität zu Berlin
von
Master of Applied Physics and Mathematics Svetlana Ikonnikova
geboren am 05.10.1980 in Dolgoprudnij
Präsident der Humboldt-Universität zu Berlin:
Prof. Dr. Christoph Markschies
Dekan der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät :
Prof. Oliver Guenter, Ph.D.
Gutachter:
1. Prof. Dr. Franz Hubert
2. Prof. Dr. Christian Wey
eingereicht am: 24. Mai 2007
Tag der mündlichen Prüfung: 16. Oktober 2007Abstract
This thesis consists of three related essays, which develop the framework to
studymultilateralbargainingandstrategicinvestmentsunderthreedifferent
environments. The introduced novel methodologies are applied to analyze
developments in the Eurasian gas supply chain.
The first analytical part of the thesis concerns multilateral bargaining Rus-
sia and transiters for its gas, Ukraine, Belarus, and Poland. The players are
assumed to be heterogeneous, some lacking the ability to make long-term
commitments. We apply a two stage game to analyze distortions of invest-
ments into the pipeline system supplying Russian gas to Western Europe.
Our qualitative and quantitative analysis provides a strategic rational be-
hind excess capacities, which were built, and explains over/underinvestment
as an attempt to create countervailing power.
The second part of the thesis deals with multilateral bargaining and coali-
tion formation issues in the presence of externalities. We study whether
two competing supply chains, Russian vs. Caspian, are likely to be formed
or monopoly supply will be organized. We quantify the strategic value of
different investment options. We examine how the bargaining power of the
network players depends on the architecture of the existing network and
its possible extensions. We show why the players form a grand coalition in
equilibrium.
Thethirdstudyfocusesoncoalitionformationandbargainingintheenviron-
ment with externalities under the hold-up. Using a two stage game we study
how the inability of players to commit to long-term profit sharing may lead
to strategic distortions in investments. We find that under/overinvestmentare likely to happen in the future, if the players will not be able to build
stable long-term relation.
Keywords:
strategic investments, bargaining, hold-up, gas supply
iiiZusammenfassung
Diese Arbeit besteht aus drei zusammengehoerigen Essays, die eine theo-
retische Grundlage füer Untersuchungen multilateraler Verhandlungen und
strategischer Investitionen liefert. Die vorgestellten Methoden werden ange-
wandt um Entwicklungen in der eurasischen Gasversorgung zu analysieren.
Der erste analytische Teil befasst sich mit multilateralen Verhandlungen
zwischen Russland und den Transitstaaten fuer sein Gas. Es wird ange-
nommen dass die beteiligten Laender heterogen: einige von ihnen nicht die
Faehigkeit besitzen langfristige Zusagen zu machen. Wir wenden ein zwei-
stufiges spieltheoretisches Konzept an um Verzerrungen in Investitionen in
das Pipeline System zu analysieren. Unsere Analyse liefert eine strategische
Begruendung fuer den Ueberschuss an gebauten Kapazitaeten und erklaert
Ueber/Unterinvestitionen als ein Versuch ein Kraeftegleichgewicht zu erzeu-
gen.
Der zweite Teil beschaeftigt sich mit multilateralen Verhandlungen und der
Etablierung von Buendnissen in der Gegenwart von externen Effekten. Wir
untersuchen ob zwei konkurrierender Versorgungsketten, der russischen und
der kaspischen, wahrscheinlich sind oder ob sich eher ein Monopol in der
Versorgung herausbildet. Wir gehen auf die Fragestellung ein, wie die Ver-
handlungsmacht der Beteiligten in diesem Netzwerk von der Struktur des
bestehenden Netzwerks und seiner moeglichen Aenderungen abhaengt.
Die dritte Studie richtet sich auf die Formation von Koalitionen in einem
Umfeld mit verzoegerten externen Effekten. Indem wir ein zweistufiges Spiel
benutzen, untersuchen wir, wie die Unfaehigkeit der Spieler zu einem lang-
fristigen geteilten Gewinn beizutragen zu strategischen Verzerrungen in In-
vestitionen fuehren kann. Wir finden heraus, dass Unter/Ueberinvestitionenin der Zukunft wahrscheinlich sind, wenn die Spieler nicht in der Lage sein
werden langfristige Beziehungen miteinander einzugehen.
Schlagwörter:
Investitionen, Verhandlungen, Verzögerungen, Gasversorgung
vContents
1 Description of the Eurasian Gas Network 8
1.1 Players and investment options . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1.1 Current players . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1.2 Prospective players . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2 Quantitative Assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2.1 Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2.2 Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2 Commitment and access rights 25
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2 The Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.1 The second stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
vi2.2.2 The first stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.3 Access Regime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.3 Qualitative Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.4 Quantitative results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.5 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3 Bargaining with externalities and strategic value of invest-
ment options 52
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.2 The model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.1 Preliminaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.2 Solution concepts for PFF . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.3 The model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.2.4 Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.2.5 Partition function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.1 Values of partition function . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.2 Strategic value of pipelines . . . . . . . . . . . . . . . 68
vii3.3.3 Equilibrium partitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.3.4 Robustness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.4 Empirical evidence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4 Coalitionformation,commitment,andstrategicinvestments 79
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.2 The model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2.1 Basic notions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2.2 The second stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.2.3 The first stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.3.1 Hold-up and distortions . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
4.3.2 Formation of competing coalitions . . . . . . . . . . . 90
4.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Bibliography 94
viiiIntroduction
Natural gas is an environment-friendly source of energy. Its share in the
EU primary energy consumption is over 20% at present and it is likely to
increase in the future. While the consumption of gas in Europe is growing,
its domestic production is declining, so a substantial part of gas is imported.
OveraquarterofthetotalconsumptionissatisfiedwithgasfromtheFormer
Soviet Union (FSU). Since alternative producers, like Algeria, Norway, and
exporters of liquified natural gas, are not able to increase their supplies
considerably,thedependencyonFSUgaswillgrow. Thisfactraisesconcerns
on reliability and security of supplies from FSU.
In the past, a network of pipelines was built to deliver gas from the Soviet
Union, namelyfromRussiaandCaspianRepublics, includingTurkmenistan,
Kazakhstan, Azerbaijan, and Uzbekistan, to the European market. The
pipelines of the Eurasian gas network pass across Russia, Ukraine, and
Eastern European countries connecting fields with the Western European
transport system. All issues related to the production and transportation of
gas, were resolved centrally. After the collapse of the Soviet Union, most of
the Republics became independent countries, each pursuing its own inter-
ests. Russia inherited the majority of gas fields and all export routes linking
CaspianproducerswiththeEuropeanmarket. Toinsureitsrevenues, Russia
blocked the access to its export pipeline system and squeezed out potential
competitors, establishing itself as the only gas exporter in the region.
12
For the delivery of its gas to the markets in Western Europe Russia de-
pended on newly independentUkrainethroughwhichallexportrouteswent.
Ukraine exploited its control over the essential transport capacities as a bar-
gaining chip in negotiations with Russia. To gain leverage over the transiter
and strengthen its bargaining position, Russia decided to diversi