Méthodologie de LowCarbonPower.org

Ce document explique comment les données sur l'électricité publiées sur LowCarbonPower.org sont produites : d'où viennent les chiffres, comment nous réconcilions les sources qui divergent et comment nous transformons de nombreux ensembles de données distincts en un aperçu unique et cohérent de la façon dont chaque pays et chaque région génère son électricité.

Ce que nous essayons de mesurer

Pour chaque pays et région, et pour autant d'années (et de mois récents) que les données le permettent, nous souhaitons une ventilation complète et cohérente de :

Production d'électricité par source — charbon, gaz, pétrole, nucléaire, hydroélectrique, éolien, solaire, biocarburants, géothermie, etc.
Importations nettes — l'électricité qu'une région achète à ou vend à ses voisins.
Approvisionnement total en électricité — production plus importations nettes.

À partir de cette répartition, nous dérivons les chiffres présentés sur le site : la part d'électricité bas-carbone, les estimations des émissions de CO₂, une estimation de l'électrification, et les classements des pays.

Différents fournisseurs rapportent l'électricité dans différentes unités, donc la première chose que nous faisons avec chaque chiffre est de le convertir en une unité commune : terawatt-heures (TWh).

Une définition unique et partagée des types d'énergie

Le principal défi est que chaque fournisseur de données décrit les combustibles différemment. Une source dit "gaz naturel", une autre "G3000", une autre "燃氣", et une autre "Generation_NG_natural_gas". Une source fournit une seule valeur pour "Énergies renouvelables", tandis qu'une autre la divise en éolien, solaire, hydroélectrique et biomasse.

Pour rendre les sources comparables, nous cartographions les étiquettes de chaque fournisseur sur une hiérarchie partagée des types d'énergie. Au sommet se trouve l'électricité totale, qui se divise en sources bas-carbone et fossiles (plus autres et importations nettes). Les sources bas-carbone se divisent en nucléaire et énergies renouvelables ; les renouvelables se divisent en hydroélectrique et renouvelables non-hydroélectriques ; les renouvelables non-hydroélectriques se divisent en éolien, solaire, géothermie et biocarburants ; et le solaire est encore divisé en solaire à l'échelle industrielle et solaire en toiture. Les fossiles se divisent en charbon, gaz, pétrole et un résiduel "fossiles non spécifiés".

Parce que chaque source est traduite dans cet arbre commun, nous pouvons les comparer directement, combler les lacunes d'une source avec une autre, et toujours savoir comment tout agrégat (par exemple "fossile") se rapporte à ses parties (charbon + gaz + pétrole + non spécifié). De même, nous normalisons tous les noms de pays et territoires en suivant une norme ISO unique, de sorte que "Tchéquie", "République tchèque" et "République tchèque" soient reconnus comme le même endroit, et que des agrégats supranationaux tels que "OCDE" ou "UE27" soient exclus pour éviter le double comptage.

D'où viennent les données

Nous combinons environ quinze fournisseurs indépendants, chacun avec des forces différentes en termes de couverture, de rapidité et de détail. Les plus importants sont :

Agence Internationale de l'Énergie (AIE) — génération annuelle mondiale par source de combustible et bilans énergétiques primaires, plus une série mensuelle couvrant la production nette, les importations et les exportations pour de nombreux pays.
U.S. Energy Information Administration (EIA) — génération annuelle mondiale et américaine, plus une génération mensuelle détaillée pour les États américains et les régions du réseau (y compris les données reconstruites à partir de figures quotidiennes et horaires).
Ember — génération d'électricité et importations nettes annuelles et mensuelles mondiales.
Energy Institute Statistical Review (anciennement BP) — génération annuelle mondiale de longue date et consommation d'énergie primaire.
Eurostat — génération mensuelle d'électricité par source de combustible pour les pays européens.
ENTSO-E — génération européenne en temps quasi réel, flux transfrontaliers et demande, agrégés à partir de mesures infra-horaires.
Banque mondiale — parts de génération annuelle, que nous convertissons en chiffres absolus.
Statistiques nationales pour les grands marchés — États-Unis (EIA, comme mentionné ci-dessus), République populaire de Chine (National Bureau of Statistics et National Energy Administration) et République de Chine (Taiwan), où les données officielles sont plus détaillées ou plus actuelles que les agrégateurs mondiaux.
Enerdata et AIE — chiffres annuels des importations nettes (commerce).
Laboratoires nationaux Sandia — une base de données mondiale de projets de stockage d'énergie.
Reconstructions historiques — génération mondiale à long terme remontant à 1900 utilisée pour combler les premières années.

Les fichiers bruts de chaque fournisseur se trouvent dans le répertoire sources du projet, aux côtés des scripts utilisés pour les télécharger.

Comment chaque source est analysée

Chaque fournisseur est lu dans le même format : pour un combustible donné et un pays donné, une valeur pour chaque année (ou chaque mois, écrite sous la forme AAAA-MM). Plusieurs transformations récurrentes se produisent à ce stade :

Conversion d'unités. GWh, kWh, ktoe, pétajoules et exajoules sont tous convertis en TWh en utilisant les facteurs appropriés.
Conversion cumulatif-à-périodique. Les statistiques chinoises sont publiées sous forme de totaux courants cumulatifs, donc nous déduisons les mois consécutifs pour retrouver la valeur pour chaque mois et trimestre individuel, et nous les réconcilions avec les chiffres annuels publiés, en préférant les chiffres officiels, non révisés et de précision supérieure lorsque les versions sont en conflit.
Agrégation infra-horaire à mensuelle. ENTSO-E publie la génération et les flux transfrontaliers à une résolution de 15, 30 ou 60 minutes ; nous les additionnons en totaux mensuels et convertissons la puissance en énergie.
Roll-ups mensuels à annuels. Lorsque tous les douze mois d'une année sont présents, nous les additionnons pour produire le total de cette année. La période incomplète la plus récente est traitée comme provisoire et généralement exclue des totaux annuels.
Gestion des lacunes. Les années précoces avec des données sur les combustibles manquantes ou peu fiables sont éliminées pour ne pas fausser l'histoire d'un pays.

Faire confiance aux données : vérification continue

Nous ne prenons aucun chiffre pour argent comptant. Tout au long du processus, nous effectuons deux types de vérification de la cohérence :

Les composants doivent s'additionner à leur agrégat. Charbon + gaz + pétrole + non spécifié doit égaler le total fossile déclaré ; éolien + solaire + hydraulique + biocarburants + géothermie doit égaler les renouvelables ; et ainsi de suite, tout au long de la hiérarchie.
Les pays doivent s'additionner au monde. Lorsqu'une source rapporte un total mondial, il doit correspondre à la somme de ses pays individuels.

Chaque vérification a une tolérance qui encode ce que nous savons sur les particularités d'une source — par exemple, qu'une particularité d'un fournisseur est que les données sur les biocarburants sont manquantes avant 1990, qu'une année donnée est connue pour être incomplète, ou que de petites différences d'arrondi sont acceptables. Lorsqu'une divergence dépasse la tolérance, le processus s'arrête et signale les chiffres fautifs plutôt que de publier silencieusement un chiffre que nous ne pouvons pas expliquer. C'est ainsi que les problèmes de qualité des données sont détectés avant qu'ils n'atteignent le site web.

Pour l'année actuelle, encore incomplète, nous assouplissons certaines de ces vérifications pour les combustibles les plus affectés par le rapport annuel partiel, afin que les données mensuelles provisoires ne soient pas rejetées simplement parce qu'elles ne s'additionnent pas encore à une valeur annuelle complète.

Combiner de nombreuses sources en une seule réponse

Après l'analyse, nous avons de nombreuses vues superposées du même pays-année — par exemple, l'AIE, Ember et Eurostat pourraient tous avoir un chiffre pour l'Allemagne en 2022. Pour chaque pays et chaque année (ou mois), nous choisissons une source à utiliser, basée sur :

Fiabilité — un ordre de préférence ajusté manuellement basé sur l'expérience avec chaque fournisseur (par exemple, les statistiques nationales et les données annuelles de l'AIE sont bien classées ; les sources en temps quasi réel et les prévisions sont moins bien classées).
Détail — une source qui résout l'électricité en combustibles plus spécifiques est préférée à une qui ne donne que des catégories larges, car elle produit une répartition plus riche.

Nous enregistrons quelle source a été choisie pour chaque point de données, afin que l'origine de chaque chiffre sur le site soit entièrement traçable.

Lorsque la source choisie manque de quelque chose qu'une autre source possède - par exemple, une valeur d'énergie primaire, ou une répartition charbon/gaz/pétrole pour un ensemble rapporté uniquement comme "fossile" - nous complétons ce détail à partir de la source suivante la mieux classée, en utilisant les proportions de la source secondaire plutôt que ses totaux absolus pour que les chiffres restent cohérents avec la source choisie.

Quelques cas particuliers sont traités ici :

Solaire derrière le compteur (en toiture). Certaines sources incluent le solaire en toiture à petite échelle dans leurs totaux, et d'autres non. Nous suivons cela explicitement pour que le solaire à grande échelle et le solaire en toiture puissent être séparés, et nous pouvons publier à la fois des versions des données "avec" et "sans" le solaire en toiture.
Électrification. Lorsque les données sur l'énergie primaire et une hypothèse d'efficacité thermique d'une année à l'autre sont disponibles, nous estimons quelle part de l'utilisation totale d'énergie d'un pays est de l'électricité.

Enfin, nous reconstruisons la hiérarchie des combustibles à partir des chiffres choisis (re-dérivant les totaux parentaux fossile, bas-carbone et autres à partir de leurs parties), et vérifions une fois de plus que tout s'additionne.

Importations nettes (commerce)

Les importations nettes sont traitées séparément de la production, car le signe importe (un pays peut être un importateur net ou un exportateur net) et parce que les fournisseurs sont plus en désaccord sur le commerce que sur la production.

Nous rassemblons toutes les sources commerciales disponibles — chiffres annuels d'Enerdata et de l'AIE, et chiffres mensuels d'ENTSO-E, de l'AIE, d'Ember et de l'EIA — et les réconcilions les unes par rapport aux autres. Pour chaque pays et période, les sources sont comparées à leur moyenne, et les divergences au-delà d'une tolérance sont signalées ; les sources moins fiables sont éliminées lorsque de meilleures sont disponibles. La source la plus complète (Enerdata pour les chiffres annuels) est généralement préférée.

Nous intégrons ensuite les valeurs commerciales réconciliées dans l'ensemble de données de génération : les importations nettes sont ajoutées à l'approvisionnement total en électricité d'un pays, tandis que les exportations nettes sont enregistrées mais non soustraites de la production. Nous produisons à la fois une version de l'ensemble de données "incluant les importations nettes" et une version "excluant les importations nettes".

Pour obtenir le tableau le plus actuel, nous calculons également un chiffre roulant des douze mois précédents pour chaque pays à partir des sources mensuelles, choisissant une fenêtre de douze mois cohérente pour que, par exemple, le traitement du solaire en toiture ne change pas à mi-chemin de la fenêtre.

Construire des régions, des émissions, des classements et du stockage

Une fois chaque pays finalisé, nous construisons les quantités publiées restantes :

Groupes régionaux. Nous agrégeons les pays en groupes tels que l'UE, l'Afrique subsaharienne et le monde, en additionnant leurs membres et en harmonisant la plage d'années que chaque groupe peut couvrir.
Émissions de CO₂. Chaque combustible se voit attribuer un facteur d'émissions en grammes de CO₂-équivalent par kilowattheure (par exemple, charbon ~820, gaz ~490, pétrole ~650, biocarburants ~230, solaire ~45, hydro ~24, nucléaire ~12, éolien ~11). La multiplication de la génération de chaque combustible par son facteur donne une estimation des émissions ; pour les combustibles agrégés ou incertains, nous utilisons une plage pour produire des estimations basses, centrales et élevées.
Classements. Les pays sont classés par leur part d'électricité bas-carbone, tant pour l'année la plus récente que pour chaque année historique.
Stockage d'énergie. À partir de la base de données de projets de stockage, nous estimons la puissance et l'énergie de stockage installées par pays et par année, en fonction de la date de mise en service (et de mise hors service) de chaque projet.

Ce qui est publié

Le processus produit un ensemble réduit d'ensembles de données combinés couvrant toutes les sources et toutes les régions, proposés à la fois en JSON et en CSV :

Un ensemble de données principal incluant les importations nettes et un autre correspondant excluant les importations nettes.
Des versions mensuelles, et des versions avec et sans solaire derrière le compteur.
Des ensembles de données par source, de sorte que chaque point de vue du fournisseur puisse être inspecté par lui-même, ainsi que des vues fusionnées par fournisseur qui combinent les données annuelles et mensuelles d'un fournisseur.
Un ensemble de données de stockage d'énergie séparé.

Chaque ensemble de données répertorie les années et types d'énergie disponibles, et pour chaque région donne la génération par combustible au fil du temps, les combustibles les plus spécifiques présents chaque année, la source choisie pour chaque année, et les émissions dérivées, électrification, classements et (le cas échéant) les pays membres d'un groupe.

En résumé

Téléchargez des données brutes sur l'électricité auprès d'environ quinze fournisseurs.
Convertissez tout en une unité commune (TWh) et traduisez les étiquettes des combustibles et les noms de pays de chaque fournisseur en une définition partagée.
Vérifiez continuellement que les combustibles s'additionnent à leurs agrégats et que les pays s'additionnent aux totaux mondiaux, en vous arrêtant lorsque quelque chose ne peut pas être concilié.
Pour chaque pays et période, choisissez la source la plus fiable et la plus détaillée qui dispose d'un chiffre complet — en enregistrant d'où chaque chiffre provient — et complétez les détails manquants avec d'autres sources.
Réconcilier les importations nettes séparément et les intégrer dans les totaux.
Ajoutez la gestion du solaire derrière le compteur, les émissions, l'électrification, les groupes régionaux, les classements et le stockage.
Publiez des ensembles de données combinés et par source en JSON et CSV.