Natural gas is an important source of relatively low-emission and low-cost, non-nuclear, readily abundant energy, but the difficulty of storage and transportation adds a geopolitically and geostrategically complex aspect to the international trade of this resource. Most of global natural gas trade is through natural gas pipelines, which is an infrastructure that is strictly specific to the transportation of natural gas, and thus the very structure of its network can dictate the strategic relationship among countries involved in its trade.

This thesis has applied a network game model in which these pipeline networks are modeled as graphs and respective value functions, and employed the Link-based Flexible Network (LBFN) Allocation Rule as the solution concept. The LBFN Allocation Rule is an improvement over the Myerson Value, which is a network game application of the Shapley Value. This thesis interpreted the LBFN Allocation as the relative power structure, or the "Relative Bargaining Power" among these natural gas trading countries.

This thesis then conducted calculations and performed analyses on the case of trade between Russia, Ukraine, Belarus and Western Europe. The calibration was partially borrowed from existing work by Hubert and Ikonnikova (2011) which analyzed the same countries and employed a cooperative game model and the Shapley Value as the solution concept.

The results were then compared to Hubert and Ikonnikova (2011) in order to evaluate the analytical flexibility that the Network Game Model and the Link-based Flexible Network Allocation rule have over the Cooperative Game Model and the Shapley Value as a solution concept. While the latter was unable to model Ukraine and Belarus as consumers of natural gas as well as transit countries, and was also unable to model Western Europe as a strategic importing player, the Network Game Model allowed for this, as well as identified the power that each of the pipelines bestowed upon the players that governed these pipelines. A comparison was made between a setup using the Network Game and the Link-based Flexible Network Allocation Rule in which the conditions closely replicated that of Hubert and Ikonnikova (2011) and the setup proposed in Nagayama and Horita (2012) in order to confirm that under similar conditions, the two models would yield similar results.

Further, this thesis searched for empirical evidence by assuming that a change in pipeline network structure or a "credible" pipeline plan affects the Relative Bargaining Power of countries within the network structure, and that the change in Relative Bargaining Power would be reflected upon the negotiations that these natural gas trading countries have. Both qualitative and quantitative analyses were conducted in order to confirm the degree to which the model employed in this paper is able to explain the complex string of events.

The paper was indeed able to identify a change in the relative price of natural gas between Western Europe and the two transit countries (Ukraine and Belarus) in the years after the announcement of the Nord Stream Pipeline, which was in line with what is predicted by the Relative Bargaining Power computed by the LBFN Allocation Rule for the Status Quo Scenario and the scenario in which Nord Stream Pipeline is built.

The paper was able to (i) model transboundary natural gas trade as a Network Game, (ii) apply the LBFN Allocation Rule and conduct computations, and (iii) find empirical evidence that the change in natural gas pipeline structure had an influence on bargaining power and the relative natural gas prices.

国際的な一次エネルギー消費量の急激な増大により,安定的な供給と低廉な価格による調達が可能な天然ガスの役割は益々高まっている.その一方で,天然ガスは産出地の希少性に加え輸送手段が代替性を有しないなど,他のエネルギー源に見られない多くの制約を抱えている.この性質により,国際天然ガスパイプライン・ネットワークの敷設及び天然ガスの取引には関係国の戦略的関係を反映した地政学的性質が色濃く反映される.

本論文は,国際天然ガスパイプライン・ネットワークが有する地政学的性質を分析するための理論的枠組みを発展させることを目的として,協力ゲーム理論の一分野として近年普及しているネットワークゲームを応用したモデル分析を行ったものである.協力ゲームの古典的な解概念としてはShapley値が知られているが,ネットワークゲームにおいては対応する解概念であるLink-based Flexible Network (LBFN)配分という指標が提案されている.本論文はこのLBFN配分を,国際天然ガスパイプライン・ネットワークの関係国がそれぞれ有する交渉力の指標として採用し,事例分析を行った.

事例分析の対象としたのはロシアからウクライナおよびベラルーシを経由して西欧諸国に供給される天然ガスパイプライン・ネットワークである.旧ソビエト連邦の崩壊直後,ウクライナおよびベラルーシは,ロシアからの天然ガスを対西欧輸出価格と比して著しく低廉なロシア国内の価格水準で調達していた.しかし近年ロシアの対ウクライナおよび対ベラルーシの天然ガス価格交渉は戦略的様相を帯びはじめ,しばしば当該国間の対立を招いてきた.

同事例を協力ゲームの枠組みで分析した先行研究としてはHubert & Ikonnikova (2011; 以下H&I)がある.しかしながらH&Iは関係国全体を提携国と見なし,そのShapley値を計算していることから,提携内の2国間関係の差異から生じるネットワーク構造を表現することができない.これに対してネットワークゲームを用いれば,提携内の異なる2国間の間でパイプラインが建設された状況を表現することが可能になり,各々のパワー・バランスがLBFN配分によって算定できる.

本論文では,まずH&Iが評価時点の状態(status quo)として用いた仮定と可能な限り同様な状況を想定して,status quoを協力ゲームではなくネットワークゲームとして表現しLBFN配分を計算した.その結果,同論文のShapley値から導かれた交渉力分布とほぼ同様な値が得られたため,2つのレベルの比較が可能になった.すなわち,1) H&Iが想定した複数のシナリオをネットワークゲームとして記述していたらいかなる結果が得られていたか,2) H&Iが協力ゲームの制約により検討できなかったネットワーク構造の差異をネットワークゲームとしてそれぞれ表現した場合,結果がどのように異なるか,の2点である.

上記1), 2)の比較の結果,ロシアの相対的な交渉力について先行研究とは異なる結果が得られた.特に,status quoにおいて先行研究がロシアの想定的交渉力を他国よりも強く評価しているのに対して,本論文ではロシアとウクライナの相対的交渉力が拮抗する結果となった.また,現出したシナリオであるNord Streamパイプライン建設計画に関しても,先行研究ではロシアの相対的交渉力が圧倒的に強化されると予想していたのに対して,本論文ではロシアの相対的交渉力は微増にとどまり,ウクライナやベラルーシが弱化する結果となった.これはNord Streamパイプラインによってウクライナやベラルーシがロシアから西欧に至るパイプラインの経由国である地政学的優位性を失った一方で西欧が発言力を強めた事実と整合的である.

各国の交渉力に関する定量的評価結果と現実の天然ガス取引に関する事象との関係を検証するために,本論文では続いて各国の天然ガス価格の推移を分析した.その結果,ロシアとの交渉によって規定されるウクライナ,ベラルーシの西欧に対する相対的ガス価格が,Nord Stream建設計画の前後で上昇していることが示されたが,この変化は本論文で算定した交渉力の変化と定性的に一致している.

本論文は,国際天然ガスパイプライン計画が各国の交渉力に与える影響を定量的に評価するための代替的な手法を提案し,同手法がネットワーク構造の違いからもたらされる影響をより詳細に表現しうることを現実の事例を通して示した.本手法は地政学的文脈を有する越境エネルギー・インフラストラクチャーを分析するための有効な理論枠組みとなる可能性を有しており,将来において政策決定支援に応用されることが期待される.今後の研究課題として,ネットワーク構築自体を各プレーヤーの戦略的行為であると見なす非協力ゲーム的枠組みを包含することが考えられるが,本論文はより包括的な手法論の構築に向けた重要な貢献であると評価できる.

なお本論文の一部は,堀田昌英との共同研究として発表されているが,論文提出者の寄与が支配的であると判断する.

以上より,審査委員会は本論文に対して博士(国際協力学)の学位を授与できると認める.