No inverno, o ar ambiente é muito mais frio, tornando o ar mais denso. O ar mais denso conterá mais oxigênio e, portanto, o carro injetará mais combustível para manter as proporções corretas. Esse efeito pode ser exagerado pelo fato de o carro ser turbinado e o inter-resfriador trabalhar com muito mais eficiência no inverno, reduzindo ainda mais as temperaturas do ar comprimido antes que ele atinja o motor. É também por isso que seu carro se sente mais poderoso.
Quando um carro é iniciado a frio, ele será executado no status de 'circuito aberto'. Isso significa simplesmente que o motor está funcionando com uma rica mistura de combustível, pois o sensor de oxigênio não funcionará corretamente até que seja aquecido o suficiente. Quando aquecido, o motor funcionará no status de 'circuito fechado', o que significa que usará o sensor de oxigênio para regular a taxa de combustível. Durante o inverno, o motor pode levar mais tempo para atingir o status de 'circuito fechado'. Você perceberá mais o efeito disso se fizer viagens curtas e não longas.
Eu não esperaria que qualquer um deles tivesse um aumento no consumo de combustível em 20%, portanto, poderia ser uma combinação de razões.