Πρόβλεψη Ζήτησης Φυσικού Αερίου: Ανάλυση και Μοντελοποίηση

Abstract

Η εισαγωγή του φυσικού αερίου στο ενεργειακό ισοζύγιο της Ελλάδας έχει ήδη επηρεάσει σημαντικούς κλάδους της οικονομικής και κοινωνικής ζωής της χώρας. Αναμένεται μάλιστα ακόμα μεγαλύτερη διείσδυση καθώς αποτελεί την καθαρότερη πηγή πρωτογενούς ενέργειας, μετά τις ανανεώσιμες μορφές, και η τιμή του κυμαίνεται σε χαμηλότερα επίπεδα από αυτά του πετρελαίου. Για αυτούς τους λόγους, η διαδικασία πρόβλεψης της κατανάλωσης φυσικού αερίου είναι ιδιαίτερα σημαντική στις εταιρίες διανομής. Η δημοσίευση μελετών σχετικά με τον τομέα της πρόβλεψης της κατανάλωσης φυσικού αερίου έχει αρχίσει στο μέσο του τελευταίου αιώνα και έχει οδηγήσει σε ένα τεράστιο κύμα στις ερευνητικές δραστηριότητες την τελευταία δεκαετία. Στην παρούσα μελέτη, υπολογίζουμε την κατανάλωση φυσικού αερίου στην Ελλάδα για βραχυπρόθεσμο, μεσοπρόθεσμο και μακροπρόθεσμο χρονικό ορίζοντα. Τα δεδομένα μας είναι εβδομαδιαίας, μηνιαίας και ετήσιας συχνότητας αντίστοιχα και αφορούν ποσότητες κατανάλωσης φυσικού αερίου. Εξετάζονται χρονοσειρές που αφορούν καταναλώσεις φυσικού αερίου ανά μεμονωμένα σημεία εισόδου / εξόδου φυσικού αέριου, ανά κατηγορία καταναλωτών και ανά γεωγραφικό διαμέρισμα. Τα μοντέλα που μελετώνται αφορούν μεθόδους χρονοσειρών όπως τα μοντέλα εκθετικής εξομάλυνσης , η μέθοδος Theta καθώς και συνδυασμοί αυτών. Επιπλέον, εξετάζουμε μοντέλα γραμμικής παλινδρόμησης χρησιμοποιώντας ως ανεξάρτητες μεταβλητές το έτος και το Ακαθάριστο Εγχώριο Προϊόν. Η αξιολόγηση της απόδοσης των μεθόδων πραγματοποιείται μέσω μίας σειράς σφαλμάτων (MAE, MAPE, sMAPE, MASE). Τα αποτελέσματα των προβλέψεων ήταν ικανοποιητικά στο σύνολο τους με τη μέθοδο Theta, τη μέθοδο SES και τους συνδυασμούς μεθόδων να παρουσιάζουν τα πιο ακριβή αποτελέσματα.

Τhe introduction of natural gas in the energy balance of Greece has already influenced important branches of economic and social life of the country. Expected even greater penetration as it is the cleanest source of primary energy, after renewable sources, and that it’s price ranges lower than oil. For these reasons, forecasting of gas consumption is particularly important in the distribution companies. The published studies on forecasting gas’ consumption started in the middle of last century and has led to a huge surge in research over the last decade. In this study, we estimate the gas consumption in Greece for short, medium and long term horizons. Our data are of weekly, monthly and annual frequency, respectively, and represent quantities of gas consumption. We examine timeseries on consumption of natural gas per single entry / exit points of natural gas, per consumer category and geographically. The models studied are time series techniques as exponential smoothing methods and Theta model as well as combinations of the above. In addition, we consider linear regression models using as independent variables the year and Gross Domestic Product. Lastly, we evaluate the alternatives through measuring their performance via a series of accuracy metrics (MAE, MAPE, sMAPE, MASE). The results were satisfactory while Theta model, SES model and combinations of methods produced the more accurate results.