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Consommation actuelle de gaz naturel

Alexander Roth, Felix Schmidt

Consommation hebdomadaire de gaz naturel par les ménages et les entreprises

L'Agence fédérale des réseaux estime que la consommation de gaz naturel en Allemagne doit diminuer d'au moins 20 % par rapport aux années précédentes afin d'éviter une pénurie de gaz durant l'hiver 2022/2023. En septembre 2022, la Bundesnetzagentur avait signalé à plusieurs reprises que les économies réalisées par les ménages et les entreprises sont trop faibles, répétées entre autres par le président Klaus Müller sur Twitter. Pour éviter une pénurie de gaz, ce sont les économies réalisées en valeur absolue qui sont pertinentes, c'est-à-dire la consommation réelle indépendamment de la température extérieure et donc des besoins de chauffage.

Toutefois, l'analyse de la seule consommation de gaz naturel ne permet pas de tirer des conclusions sur les économies réalisées. Ceci est particulièrement vrai pour la consommation des ménages et des entreprises qui, par rapport à celle des clients industriels, dépend fortement de la température extérieure. Seule une correction des conditions météorologiques permet d'estimer dans quelle mesure les économies réalisées par les ménages et les entreprises sont dues à des changements de comportement ou à l'influence des conditions météorologiques. Pour une évaluation en temps réel des économies réalisées, il est donc intéressant de déterminer la consommation de gaz naturel corrigée des variations climatiques.

En nous basant sur les données de consommation et de température des années 2018-2021, nous déterminons à l'aide d'une méthode de Forest linéaire (voir l'encadré méthodologique ci-dessous) une relation entre la température extérieure et la consommation de gaz naturel des clients domestiques et commerciaux*. Sur cette base, nous estimons la consommation en 2022 à laquelle on pourrait s'attendre sur la base des températures actuelles si le comportement des consommateurs de gaz naturel n'avait pas changé par rapport aux dernières années. La différence entre cette consommation "attendue" et la consommation réelle permet de tirer des conclusions sur l'efficacité des efforts d'économie consentis jusqu'à présent par les ménages et les entreprises. L'accent est mis sur la période débutant en septembre 2022, c'est-à-dire à partir de la semaine calendaire 36.

La figure montre que la consommation de gaz naturel prévue (ligne pointillée) est nettement supérieure à la consommation réelle de gaz naturel. Cela signifie que les ménages et les clients commerciaux consomment actuellement beaucoup moins de gaz* que ce à quoi on pourrait s'attendre compte tenu des températures actuelles et d'un comportement inchangé.

Économies : Composants météorologiques et comportementaux

A l'aide de la consommation estimée et "attendue", nous pouvons décomposer concrètement les économies de gaz naturel en 2022 en une "composante météorologique" et une "composante comportementale". Comme le montre bien la figure ci-dessus, les économies réalisées en 2022 par rapport à la moyenne des années 2018-2021 varient considérablement d'une semaine à l'autre. Le mois de septembre 2022 (semaines 36-39) a été particulièrement frais, ce qui se traduit par une composante météorologique positive, c'est-à-dire que la consommation de gaz naturel prévue pour ces semaines a été supérieure à la moyenne des années précédentes. Malgré des économies parfois importantes dues au comportement, la consommation des semaines 38 et 39 a donc augmenté par rapport à la moyenne des semaines correspondantes des années précédentes. En octobre (à partir de la semaine 39), le temps exceptionnellement doux a toutefois contribué à réduire la consommation de gaz. Les économies liées aux conditions météorologiques ont dépassé les économies de comportement.

Afin de mettre en perspective les économies cumulées réalisées jusqu'à présent grâce aux changements de comportement avec les mesures alternatives visant à garantir l'approvisionnement en gaz de l'Allemagne, nous calculons un nombre de méthaniers équivalent aux économies réalisées. Les détails de la conversion se trouvent dans l'encadré méthodologique ci-dessous. A titre de comparaison, le contrat conclu avec le Qatar en novembre 2022 prévoit des livraisons allant jusqu'à 2 millions de tonnes de gaz naturel liquéfié par an, ce qui correspond à un peu plus de 26 livraisons moyennes de méthaniers.

Réalisation de l'objectif d'économies

Au total, la consommation de gaz naturel des ménages et des entreprises a diminué d'environ 20 % depuis septembre 2022 par rapport à la consommation moyenne 2018-2021. Comme le montre le graphique ci-dessus, les ménages et les entreprises ont même économisé entre-temps un peu plus de 20 pour cent en septembre, mois particulièrement froid. Pour éviter une situation de pénurie de gaz, ces succès en matière d'économies doivent être poursuivis lorsque les températures redeviennent plus froides au cours de la période de chauffage suivante.

Nos données sont également présentées par les deux journaux allemandsSüddeutsche Zeitung (SZ) et Tageszeitung (TAZ) dans leurs tableaux de bord énergétiques respectifs.

Méthodologie et Données

Par rapport à une version précédente, nous utilisons dans cette mise à jour un modèle de prévision amélioré. Grâce à une "forêt linéaire", une méthode d'apprentissage automatique, nous estimons la consommation de gaz des ménages et des entreprises sur la base des températures moyennes, maximales et minimales journalières pour la journée en cours et pour chacun des trois derniers jours. Nous agrégeons les données de centaines de stations météorologiques dans toute l'Allemagne à l'aide de la médiane afin d'éviter les distorsions dues à des points de données extrêmes, comme ceux de la Zugspitze. En outre, nous contrôlons pour le mois calendaire en cours et les week-ends ou jours fériés afin de tenir compte de la saisonnalité inhérente à la consommation de gaz (au-delà des variations de température) et des comportements différents les jours non ouvrables.

Nous entraînons notre modèle sur la base de données quotidiennes entre juillet 2018 et décembre 2021. Nous obtenons les données de température du service météorologique allemand et les données de consommation de gaz du Trading Hub Europe. La période de janvier 2018 à juin 2018 nous a permis de valider la qualité des prévisions du modèle par rapport aux niveaux de consommation réels et de déterminer ainsi le modèle le plus performant. Nous avons ainsi comparé toute une série de modèles d'apprentissage automatique, notamment un réseau neuronal, un estimateur LASSO, des arbres linéaires, un gradient boosting, des forêts aléatoires et des forêts linéaires. Une spécification de forêt linéaire a présenté l'erreur quadratique moyenne la plus faible et a donc obtenu les meilleurs résultats.

Nous utilisons le modèle résultant pour prévoir les consommations en 2022. Il n'est pas évident de savoir à partir de quand il faut s'attendre à un écart entre la consommation réelle de gaz naturel et la consommation estimée sur la base des années précédentes. Les approches de modélisation comparables commencent à prévoir dès septembre 2021, lorsque les prix du gaz ont commencé à augmenter sur les places de marché européennes du gaz. Une autre approche consisterait à dater le point de départ au début de la guerre d'agression russe contre l'Ukraine. Nous ne considérons que les ménages et les clients commerciaux*, pour lesquels l'évolution des bourses de gros ne se répercute généralement qu'avec un grand retard sur le prix contractuel du travail. C'est pourquoi nous considérons qu'il est plausible qu'une prise en compte des données d'entraînement jusqu'en décembre 2021 n'entraîne pas de distorsions dans les prévisions.

Nous comparons nos prévisions en résolution hebdomadaire sur la base des données de consommation de la Bundesnetzagentur, car celle-ci met à disposition des données plus récentes que le Trading Hub Europe.

Plus de détails sur le choix et l'estimation du modèle sont disponibles ici.

Pour convertir les économies cumulées résultant des changements de comportement en livraisons de GNL, nous supposons qu'un navire moyen a une capacité d'environ 170 000 mètres cubes. Cela correspond (sans tenir compte des pertes dues au transport et à la regazéification) à une quantité d'énergie de près de 1,2 TWh.