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Le gaz naturel, l’énergie qui supplantera le pétrole dans 30 ans

21/12/2015 17:53:44
ECI - Mise à jour : le 21/12/2015 17:53:44 - Par
Constructeurs Poids Lourds
Environnement

Dans cette première partie de notre dossier consacré aux énergies alternatives au gazole dans le transport routier, nous vous présentons les atouts et les limites du gaz naturel, suivis d’une revue des camions et bus fonctionnant au GNV, au bioGNV et au GNL.

Le gaz naturel, l’énergie qui supplantera le pétrole dans 30 ans

Historique et définitions

Le gaz supplantera le pétrole dans le transport routier d’ici 30 ans

Les avantages du gaz naturel

Le GNV séduit de plus en plus le transport régional

Iveco, pionnier des camions GNL en Europe

Des stations GNV et GNL encore à développer en Europe

Revue des principaux modèles de PL fonctionnant au gaz naturel

Les modèles de VUL GNV disponibles en Europe

 

Historique et définitions

Les moteurs alimentés au gaz naturel ne datent pas d’hier : l’inventeur Etienne Lenoir a été le premier à en équiper une voiture en 1883. Pendant la Seconde Guerre Mondiale, de nombreux camions étaient alimentés par un gazogène à bois ou charbon. Cette énergie a ensuite été abandonnée au profit du gazole, jusqu’au choc pétrolier de 1973. Le constructeur automobile Volvo a été le premier à développer des véhicules propulsés au gaz naturel dans les années 1980, puis Ford et BMW lui ont emboîté le pas, en proposant en 1994 une motorisation au gaz pour leurs nouveaux modèles de voitures de série. Aujourd’hui, la plupart des constructeurs de poids lourds propose des motorisations au gaz naturel.

 

Le GNV (Gaz naturel véhicules), également appelé GNC (Gaz naturel comprimé), ne doit pas être confondu avec le GPL (Gaz de pétrole liquéfié) utilisé pour les voitures, qui est un carburant alternatif très différent : issu du raffinage du pétrole, il est composé à 50% de butane et à 50% de propane, alors que le GNV est composé essentiellement de méthane. Le GNV est stocké sous forme de gaz naturel comprimé à 200 bars dans des réservoirs, permettant aux poids lourds une autonomie de l’ordre de 400 km.

Un tracteur Iveco Stralis équipéde réservoirs de biométhane.
Un tracteur Iveco Stralis équipé
de réservoirs de biométhane.

Composé de la même molécule (le méthane), le bioGNV ou biogaz peut également être utilisé pour alimenter les poids lourds ayant un moteur GNV, sans aucune adaptation des véhicules ni des infrastructures de distribution. Contrairement au gaz naturel, qui est un produit fossile, l’utilisation du biométhane d’origine renouvelable permet une empreinte CO2 quasiment nulle. En outre, lorsqu'un véhicule fonctionne au biogaz, les émissions de dioxyde de carbone sont réduites jusqu'à 70% par rapport au diesel. La méthode la plus économique et durable pour produire du biogaz consiste à utiliser les eaux usées ou les ordures ménagères récupérées au niveau local. Les agriculteurs sont également une cible privilégiée de la filière bioGNV : grands consommateurs de carburant, ils peuvent ainsi produire de l’énergie avec un digesteur agricole à proximité de leur lieu de consommation.

Le GNL (Gaz naturel liquéfié) est quant à lui constitué de gaz naturel refroidi à -161 °C, permettant de diviser par 600 son volume initial. Le GNL est un liquide transparent, inodore, non corrosif et non toxique. Trois fois plus compact que le GNV, il permet aux poids lourds d’atteindre une autonomie de 850 km, et bientôt 1.400 km grâce à un second réservoir cryogénique. Avec un prix aujourd’hui environ 50% moins cher que le gazole, ce nouveau carburant offre ainsi la possibilité de s’engager dans le transport longue distance, alors qu’un camion roulant au gazole bénéficie aujourd’hui d’environ 3.000 km d’autonomie. Une utilisation plus large du GNL contribuera également à faciliter la distribution du BGL (biogaz liquéfié), produit à partir de sources renouvelables.

 

Le gaz supplantera le pétrole dans le transport routier d’ici 30 ans

Alors que l'offre de pétrole brut va en diminuant, les réserves mondiales de gaz naturel conventionnel et non conventionnel, bien mieux réparties sur la planète, sont bien plus importantes et continuent d’augmenter. L’abondance de cette ressource a permis depuis 2009 une dé-corrélation quasi-totale des cours du gaz de ceux du pétrole, malgré la forte hausse de la consommation des marchés asiatiques et américains.

Avec un écart de prix croissant entre les deux énergies, le gaz naturel est aujourd’hui le carburant alternatif qui progresse le plus rapidement face au gazole et à l'essence. De nombreux analystes du secteur énergétique annoncent ainsi la suprématie du gaz sur le pétrole comme énergie dans le transport routier d’ici moins de 30 ans.

Le GNV (Gaz naturel véhicules) constitue en effet d’ores et déjà le premier carburant alternatif au monde, avec plus de 18 millions de véhicules en circulation et un taux de croissance de 9%. Aujourd’hui, une quinzaine de constructeurs automobiles proposent des modèles GNV. En 2013, les pays les mieux équipés en voitures fonctionnant au GNV étaient le Pakistan (3 millions), l’Iran (2,9 millions), l’Argentine (2,1 millions) et le Brésil (1,7 millions).

Ces dernières années, le marché des véhicules utilitaires et industriels fonctionnant au gaz naturel est également entré dans une phase de croissance significative. Selon un rapport de Navigant Research de janvier 2015, les ventes annuelles mondiales de véhicules GNV pourraient passer de 2,5 millions en 2014 à 4,3 millions en 2024, la région Asie-Pacifique regroupant la majeure partie du marché. Au total, la flotte mondiale de véhicules GNV pourrait ainsi doubler par rapport à 2014, pour atteindre plus de 40 millions d’exemplaires en 2024, soit 2,8% du parc automobile mondial. D’après une étude du cabinet SIA Partners parue en avril 2015, sur les 1,1 million de véhicules GNV en circulation sur les routes européennes en 2014, 820.000 étaient en service en Allemagne (soit 2,16% parts de marché) et 98.000 en Italie (0,2% de parts de marché).

 

Les avantages du gaz naturel

Le remplissage des réservoirs de GNV est trèspropre et le vol de carburant impossible.
Le remplissage des réservoirs de GNV est très
propre et le vol de carburant impossible.

Le carburant gaz bénéficie d’un coût plus avantageux et plus stable que celui du diesel, favorisant une baisse jusqu’à 15% du TCO (Total Cost of Ownership, coût total de détention) des poids lourds. Les moteurs gaz offrent des performances équivalentes à celles des moteurs diesels, en termes de puissance et de couple. Sur le plan de la consommation de carburant, le gaz naturel permet d’économiser jusqu’à 40% par rapport au diesel, à trajet équivalent, pour un coût à la pompe en moyenne 30% inférieur.

Les motorisations GNV permettent de réduire les émissions de particules fines de 96% et les NOx de 70%, comparativement au diesel. Grâce à une consommation moindre au kilomètre, les émissions de CO2 sont aussi réduites de 10% par rapport au gazole. Pour les poids lourds, l’utilisation du gaz naturel permet aux transporteurs de s’aligner sur les contraintes des normes Euro 5 et Euro 6. À cela s’ajoute la simplicité du système d’échappement, qui n’a besoin ni d’EGR, ni de SCR, ni d’AdBlue, ni de FAP, favorisant ainsi une réduction des coûts d’exploitation et de maintenance par rapport au diesel.

Les moteurs fonctionnant au gaz naturel émettent également moins de nuisances sonores, un avantage supplémentaire pour l’exploitation nocturne ou pour la distribution de marchandises en zones urbaines, où la réglementation antibruit est plus stricte. Un moteur GNV tournant à 1100 tr/min émet en effet moins de 72 décibels, c’est-à-dire 3 fois moins qu’un moteur diesel.

Enfin, le moteur n’émet aucune odeur ni aucune fumée. Le remplissage des réservoirs est très propre et le vol de carburant, en siphonnant les réservoirs, est impossible.

 

Le GNV séduit de plus en plus le transport régional

Avec une autonomie pouvant aller jusqu’à 400 km, les camions et bus alimentés au GNV sont parfaitement adaptés à un usage urbain et péri-urbain (distribution et livraison). Très appréciés par les collectivités territoriales (voirie, collecte de déchets et distribution urbaine), ils séduisent aussi désormais des flottes spécialisées dans le transport régional. On compte aujourd’hui environ 13.500 véhicules GNV circulant en France, dont 2.500 autobus et 900 bennes à ordures. Ce carburant est utilisé par les deux tiers des collectivités françaises de plus de 200.000 habitants pour leurs bus.

Des réservoirs GNV installés surun châssis Renault Trucks.
Des réservoirs GNV installés sur
un châssis Renault Trucks.

Selon Iveco, leader du marché en Europe avec la plus vaste gamme de véhicules industriels à motorisation GNV, le gaz naturel pourrait couvrir 80% des applications du transport routier de marchandises en France. En 2013, Iveco détenait plus de 80% du marché français des poids lourds au gaz naturel et 75% des véhicules utilitaires GNV, tandis que 21% des commandes Euro 6 enregistrées par Iveco France concernaient des poids lourds fonctionnant au gaz naturel.

Iveco est également leader en France dans le transport de voyageurs au gaz naturel, avec près de 95% du parc des autobus en circulation, soit plus de 2.100 véhicules. Le constructeur PL italien a également vendu 3.000 autres véhicules dans plusieurs flottes d’importance à travers toute l’Europe, notamment en Italie, aux Pays-Bas, en République Tchèque et en Grèce. En Chine, ses moteurs GNV équipent depuis 2012 des autobus à Pékin et à Shanghai. Iveco expose en ce moment ses modèles GNV à l’Exposition Universelle de Milan.

 

Iveco, pionnier des camions GNL en Europe

Les motorisations GNL demandent des investissements plus lourds qu’un camion diesel ou qu’un camion hybride (30 à 40% supplémentaires à l’achat). Ce surcoût est notamment dû aux réservoirs cryogéniques, bien plus complexes que les réservoirs diesel, où le carburant est stocké à température ambiante. Mais le carburant GNL est beaucoup moins cher à la pompe : à partir de 50.000 km annuels, il offre un retour sur investissement de 5 ans. Pour un kilométrage supérieur à 150.000 km par an, un transporteur peut même réaliser des économies dès la deuxième année d’exploitation.

Le tracteur Iveco Stralis fonctionnant au GNL.
Le tracteur Iveco Stralis fonctionnant au GNL.

Néanmoins, il subsiste des incertitudes liées aux coûts de maintenance et de formation des techniciens : Iveco estime ces surcoûts à 17.000 euros pour un camion roulant 600.000 km en 5 ans. Plus de 200 camions Iveco Stralis GNL circulent aujourd’hui en Europe, principalement en Angleterre, aux Pays-Bas et en Espagne. En France, une flotte de 10 Stralis Euro 6 GNL a été livrée début 2015 aux transports Jacky Perrenot.

Selon une étude comparative réalisée fin janvier 2015 à l'initiative du Groupe Casino et de l'Ademe, faisant intervenir les transports Jacky Perrenot, le CRMT, Iveco et Axègaz, le tracteur Iveco Stralis GNL de 330 ch est particulièrement performant sur les tournées comportant des arrêts fréquents, par rapport au Stralis diesel Euro 6 de 460 ch. Avec un poids roulant de 41 tonnes, le tracteur GNL affiche des temps de parcours équivalents à ceux du tracteur diesel sur tous les trajets, même sur celui comportant une portion de route à forte déclivité.

 

Des stations GNV et GNL encore à développer en Europe

Une pompe à carburant GNV en France.
Une pompe à carburant GNV en France.

En 2014, on recensait 3.345 stations de ravitaillement publiques et privées GNV en Europe. Les pays les mieux équipés sont l’Italie (1.049 stations dont 990 publiques) et l’Allemagne (920 stations dont 840 publiques). Avec 134 stations publiques, soit une station tous les 10 km, les Pays-Bas ont le meilleur maillage de stations GNV en Europe. En France, on comptait 310 stations l’année dernière, mais seulement 40 d’entre elles étaient ouvertes au public.

La filière est aujourd’hui soutenue par l’Union Européenne qui a adopté, en septembre 2014, une nouvelle règlementation visant à garantir une couverture suffisante en points de ravitaillement GNV en Europe. Fin mars 2015, le gouvernement anglais a de son côté annoncé un plan de 4 millions de livres (5,47 millions d’euros) pour financer le déploiement de stations de ravitaillement en gaz naturel pour le secteur du transport de marchandises.

Une station GNL en Espagne.
Une station GNL en Espagne.

Aujourd’hui, le faible nombre de projets de stations GNL en France et en Allemagne ne permet pas encore son intégration comme carburant routier par les transporteurs longue distance. Les deux premières stations privées GNL ont été ouvertes en France en septembre 2014, alors qu’il en existe déjà une cinquantaine en Europe, principalement en Espagne, en Angleterre, en Suède et au Benelux.

C’est pourquoi l’Union Européenne a lancé en 2013 le programme « Blue Corridors », visant à lancer la filière GNL au niveau européen et développer un maillage nécessaire au transport longue distance en Europe : le projet prévoit l’implantation de 14 nouvelles stations le long des grands axes de circulation, entre 2013 et 2017, permettant aux transporteurs de disposer en moyenne d’une station tous les 400 km. En 2012, Volvo Trucks s’est chargé de coordonner l’action des différentes parties pour mener à bien ce projet de « corridors bleus ».

 

Revue des principaux modèles de PL fonctionnant au gaz naturel

Les utilitaires, camions et bus GNV et le Stralis GNL/C d’Iveco

Iveco offre aujourd’hui la plus vaste gamme de véhicules industriels à motorisation GNV du marché : utilitaires légers pour les livraisons en centre-ville (Daily), camions de moyens et gros tonnages pour la distribution urbaine ou régionale et la propreté (Eurocargo et Stralis) et autobus pour le transport urbain (Urbanway). Depuis 1999, plus de 15.000 véhicules Iveco GNV roulent en Europe, et depuis 2003, 24.000 moteurs Cursor 8 GNV sont sortis de l’usine FPT Industrial (Fiat Powertrain Technologies) de Bourbon-Lancy (Saône-et-Loire), qui emploie 1.400 personnes, trouvant des applications routières et industrielles dans le monde entier.

Les tracteurs Iveco Stralis GNV sontdisponibles en version Hi-Street et Hi-Road.
Les tracteurs Iveco Stralis GNV sont
disponibles en version Hi-Street et Hi-Road.

Les Stralis GNV sont proposés en deux variantes de cabines : Hi-Street (courte) et Hi-Road (profonde). Les porteurs Hi-Street sont disponibles avec deux motorisations Cursor 8 Natural Power : 270 ch et 330 ch, et deux PTAC : 19 et 26 t. Les tracteurs sont disponibles en versions Hi-Street et Hi-Road avec motorisation de 330 ch pour un PTAC de 44 t.

Doté d’une certification Piek camion silencieux (-72 dB), le nouveau Stralis Hi-Road GNL/C Euro 6 affiche quant à lui une réduction de 6.000 euros HT par an du coût d'exploitation par rapport à un Stralis Hi-Road diesel Euro 6. Equipé du moteur Cursor 8 GNV/Biométhane Euro VI de 330 ch, il dispose du plus grand réservoir GNL du marché, ainsi que de 4 réservoirs GNC. Il bénéficie ainsi d’une autonomie de 850 km (700 km pour le GNL et 150 km pour le GNV).

 

Les camions, les bus et le car OmniExpress GNV de Scania

Scania est le premier constructeur à avoir livré des véhicules équipés de moteur gaz Euro 6 en France début 2014, alors que le gaz est une solution qui a déjà fait ses preuves au niveau des camions, bus et cars en Suède, Espagne, Royaume-Uni, Pays-Bas et Italie. L’année dernière, le constructeur PL suédois a fait la promotion de son offre GNV en France au cours des « Rencontres gaz Scania 2014 ».

Toute la gamme P de camions et tracteursScania est compatible au GNV.
Toute la gamme P de camions et tracteurs
Scania est compatible au GNV.

Les modèles de sa gamme de camions Scania P et de tracteurs Scania P sont équipés de moteurs gaz Euro 6 de 280 ch et 340 ch, avec différentes configurations d’essieux : 4x2 pour les tracteurs, et 4x2, 6x2 et 6x2/4 à essieu directeur pour les porteurs, en suspension intégrale pneumatique ou lames + air, avec un empattement minimum de 3300 mm.

Le système modulaire de Scania offre un large choix de cabines, courtes, intermédiaires ou profondes, ainsi que la cabine Low Entry à accès bas, spécifiquement conçue pour les montées et descentes fréquentes, caractéristiques des métiers de la voirie et de la distribution. Le carrossage est tout à fait identique à celui d’un moteur diesel, grâce à l’emplacement des bouteilles de gaz sur le côté du véhicule.

Le Scania OmniExpress 3.20 est le seulautocar au monde motorisé au gaz naturel.
Le Scania OmniExpress 3.20 est le seul
autocar au monde motorisé au gaz naturel.

 

Scania a également présenté à l’IAA 2014 (Salon des véhicules utilitaires et des poids lourds de Hanovre) un véhicule mixte équipé à la fois de réservoirs GNL et GNV. Le constructeur suédois développe actuellement un moteur plus puissant, au-delà de 400 ch, sur la base du 6 cylindres de 13 litres, mais sa date d’introduction sur les marchés n’est pas encore connue.

Outre ses bus Citywide LF Gaz, OmniCity et OmniLink fonctionnant au GNV, Scania est aujourd’hui le seul constructeur PL au monde à proposer un autocar motorisé au gaz naturel : l'OmniExpress 3.20, avec une puissance de 280 ch ou 320 ch. Ce véhicule est en ce moment expérimenté par le conseil général de Vendée.

 

Le camion Econic et le bus Citaro GNV de Mercedes

Le nouveau Mercedes Econic GNV.
Le nouveau Mercedes Econic GNV.

Mercedes a présenté la nouvelle version de l’Econic GNV à l’occasion du salon IAA de Hanovre en 2014. Conforme à la norme Euro 6, l’Econic GNV est équipé du nouveau moteur M 936 G de 7,7 litres à 6 cylindres de 302 ch, dérivé de l’OM 936 diesel. Le moteur est également plus léger, ce qui permet à l’Econic d’offrir une charge utile accrue de 400 kg, tout en étant plus discret dans son fonctionnement. Disponible en version 4x2, 6x4 et 6x2/4, l’Econic GNV est commercialisé depuis début 2015 en Europe, avec des PTAC allant de 18 à 26 t.

 

Le nouveau bus Mercedes Citaro NGT.
Le nouveau bus Mercedes Citaro NGT.

Mercedes s’apprête également à déployer son nouveau moteur M 936 G sur sa gamme de bus urbains Citaro NGT, disponible en version standard et articulée. Le début de production est prévu à l’automne 2015, pour une mise en vente à la fin de l’année. Par rapport à la génération précédente, le nouveau moteur Euro 6 est quelques 15% plus léger, gagnant ainsi environ 150 kg. Logés sur le toit, les 4 à 8 réservoirs GNV ont également été allégés, grâce à l’usage de nouveaux matériaux composites et plastiques. La périodicité d’entretien a aussi été améliorée, passant de 45.000 à 60.000 km, pour s’aligner avec les autres types de motorisation. Si Mercedes ne communique pas encore les données précises de consommation, le constructeur annonce des émissions de CO2 20% inférieures à celles d’un bus diesel équivalent.

 

Les bus GNV, les camions FE GNV et FM méthane-diesel de Volvo Trucks

Après ses bus 7700 et 7900, Volvo Trucks a lancé début 2015 la production en série d’une nouvelle version de son porteur Volvo FE roulant au GNV, pour la collecte des déchets et la distribution locale. Sa boîte de vitesses automatique et sa technologie de bougie d'allumage du moteur conviennent particulièrement aux opérations impliquant de courtes distances et de nombreux cycles de démarrage et d'arrêt. Le véhicule est équipé d'un moteur à gaz G9K de 9 litres respectant la norme Euro 6 et développant une puissance de 320 ch. Le Volvo FE GNV est proposé en configuration 4x2 de 19 t ou 6x2 de 19,5 t à 26 t, avec 2x4 réservoirs ou 2x3 réservoirs de gaz naturel, montés des deux côtés du châssis.

Une BOM Volvo FE fonctionnant au GNV.
Une BOM Volvo FE fonctionnant au GNV.

Volvo Trucks a également développé un tracteur Volvo FM méthane-diesel fonctionnant au GNL ou au BGL, avec une autonomie d'environ 1.000 km. Pouvant être utilisé dans des ensembles routiers avec un poids total roulant de 40 à 60 t, il est déjà disponible en Suède, Norvège, Belgique, Espagne, Pays-Bas et Angleterre, et est actuellement en train d’être déployé en Italie et en France. Son moteur développe une puissance de 460 ch et utilise une petite quantité de gazole pour enflammer le GNL. Il fonctionne ainsi en général à 75% au gaz et à 25% au gazole, des proportions qui peuvent varier en fonction du type de transport et du cycle de conduite. En outre, les moteurs Euro 3 et Euro 5 peuvent aussi fonctionner uniquement au gazole, ce qui peut s'avérer appréciable dans les situations où il n'est pas possible de ravitailler le véhicule en GNL.  

 

Les camions Renault Trucks GNV

Un Renault Midlum GNV de distribution.
Un Renault Midlum GNV de distribution.

Depuis 2004, Renault Trucks développe et commercialise des véhicules roulant au GNV pour ses gammes Midlum et Premium, avec des prédispositions spécifiques pour les métiers de la propreté (BOM, laveuses de voirie, balayeuses aspiratrices, grue, appareils à bras) ou pour la logistique urbaine (transport de produits frais, secs, hayons). Selon l’autonomie requise, plusieurs variantes de stockage de GNV sont développées et homologuées.

La gamme Midlum GNV propose un PTAC de 12 à 16 t, avec un châssis de 2,24 à 2,43 m, un moteur de 230 ch et une boîte de vitesse automatique. La gamme Renault Premium GNV propose quant à elle un PTAC de 18 t avec un châssis 4x2, ou un PTAC de 26 t avec un châssis 6x2/4, un moteur de 300 ch et une boîte de vitesse automatique. La version 6x2/4 est équipée d’un essieu arrière directeur permettant une manœuvrabilité optimale en centre-ville.

Son dernier-né, le Renault Trucks D Wide CNG, est équipé du nouveau moteur à gaz Euro 6 de 9 litres, d’une puissance de 320 ch. Il est disponible en deux configurations : 4x2 de 19 t ou 6x2 de 26 t.

 

Le bus MAN Lion's City GNV

Le MAN Lion's City GL GNV a reçu le prixdu Bus de l'année 2015.
Le MAN Lion's City GL GNV a reçu le prix
du Bus de l'année 2015.

Grâce à un savoir-faire constitué pendant plusieurs décennies, MAN est aujourd’hui le leader européen des autobus à gaz naturel, ainsi que des châssis adaptés à ce mode de propulsion, sur le plan des ventes et de la technologie. Le bus urbain de ligne MAN Lion’s City GL GNV a reçu le prix du Bus de l'année 2015. Les réservoirs de GNV placés sur le toit du MAN Lion's City GL ont une capacité de 2.050 litres, garantissant une grande autonomie.

Le moteur GNV E2876 LUH de 272 ch ou 310 ch est proposé sur presque tous les modèles de la gamme MAN Lion's City, du solo de 12 mètres de long à l'articulé de 18,75 mètres. Un millier de bus GNV MAN fonctionnant au biogaz sont actuellement en service dans 23 villes suédoises, avec une grande fiabilité, puisque chaque bus affiche jusqu'à 1,5 millions de kilomètres au compteur.

 

Les modèles de VUL GNV disponibles en Europe

  • Fiat Ducato 3.0 Natural Power Turbo
  • Fiat Doblò Cargo 1.4 Natural Power Turbo
  • Fiat Fiorino 1.4 Natural Power
  • Fiat Panda Van 0.9 Twinair Natural Power
  • Iveco Daily Natural Power
  • Mercedes Benz 316 NGT Sprinter Fourgon
  • Opel Combo 1.4 Turbo
  • Peugeot Partner Greenpower
  • Peugeot Bipper Greenpower
  • Piaggio Porter GreenPower
  • Piaggio Maxxi
  • VW Caddy 2.0 EcoFuel

Retrouvez la suite de notre dossier consacré aux carburants alternatifs au gazole :

Les véhicules électriques et hybrides

Les biocarburants (éthanol, biodiesel, bio-DME et gazole synthétique)

L’hydrogène (pile à combustible)

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