电动汽车和氢燃料汽车哪个会是未来的趋势?传统车企还有未来吗:关于新能源汽车,一直以来,业内普遍就有两种看法:纯电动车(BEV)和氢燃料池车(FCEV),这两种
关于新能源汽车,一直以来,业内普遍就有两种看法:纯电动车(BEV)和氢燃料池车(FCEV),这两种车很有点意思,一方的优点则是另一方的缺点,那么相对比的话,谁更有前景呢?
从目前来看,以中国为首的电动汽车发展迅猛,在全球大力倡导新能源的趋势下,新能源汽车已经成为我国从汽车大国转变为汽车强国的一大机遇。我国现已成为全球第一大电动汽车市场,除了国内的自主企业和初创车企纷纷加入新能源汽车的研发制造,国外的汽车巨头在本土转型发展电动汽车的同时,也开始布局中国市场。
同时,以提倡氢能源为主的美国、日本、韩国、欧盟等国家和地区的氢能技术也已经进入了系统实施阶段,尤其是日本。根据日本新能源及产业开发机构最新制定的目标,日本的氢燃料电池汽车的续航里程有望延长到目前的1.5倍,到2040年,日本的氢燃料电池车型的保有量有望从现在的2000辆增加到300~600万辆。此外,包括英国政府在内的很多国家也开始制定了氢燃料电池汽车的发展计划,英国计划在2030年前使氢燃料电池车保有量达到160万辆,并在2050年之前使其市场占有率达到30%~50%。
由于氢的能量密度相当高,比汽油高出两倍还多,所以氢燃料电池车的续航里程相当给力,比如丰田的Mirai续航里程可以达到700公里,而此前丰田发布的Fine-Comfort Ride概念车,续航里程更是高达一千公里,这是纯电动车目前无法企及的。
另外,纯电动车一般快充30分钟可充满80%的电量,虽然未来还有提升空间,但是受限于物理定律,能达到什么水平还很难预料,而氢燃料电池车加氢就快多了,三五分钟就能加满,效率和传统燃油车没什么区别。
不仅如此,氢燃料电池车的氢在燃烧之后只会产生水,而且燃料电池没有回收的问题,可以说是环保车的终极形态。纯电动车依赖于充电,而这个电能的来源是有区别的,是传统的火电,还是其它形式?除此之外,纯电动车的废旧电池的回收也是个大问题。所以在环保方面,氢燃料电池车也有明显优势。
但是在生产和技术成本上,由于氢燃料电池车的技术和结构十分复杂,因此,目前生产一辆廉价的氢燃料电池车还是非常遥远的事情,而相比之下,纯电动车的造价就便宜多了,而且未来随着电池价格的走低,其生产成本还会进一步降低。
从目前技术发展和实用化水平看,纯电动汽车虽然性能上不占优势,但是实用性和普及性上是领先于氢燃料电池车的,但今后谁能真正领先新能源汽车领域,还要看最终技术进步和实用化的最终比拼结果,如同手机和共享单车的普及过程类似。
以国内为例。近年来,新能源汽车市场最大的热门也是最大的贡献者,是纯电汽车。特别是小微型车和紧凑型车市场,优势非常明显。
乘联会数据显示,过去的2017年,新能源乘用车共销售56万台,其中纯电动乘用车累计销售45万台,插电式混合动力乘用车累计销售11万台。氢燃料电池汽车几乎可以忽略不计。
当然,有人可能会说,纯电动汽车是被国家选中的结果。那在市场更常熟的美国是如何呢?据报道,2017年美国新能源车型总销量达47.7万辆,其中纯电动汽车销量大增23%,达到16.8辆。
而在欧洲市场。2017年的新能源车销量达到85.2万辆,燃料电池车在欧盟地区的占比较小,市场份额仅为5.7%。据LMC Automotive预测,纯电动汽车占比则高达54.8%。
不管燃料电池是不是更高级,在新能源汽车发展的第一阶段,纯电动汽车才是重头戏。而且除非有巨大突破,至少在2025年之前,我想纯电动汽车都是处在压制的一方。
不过既然是聊前景,那我们再把眼光放远一点。 我们知道纯电汽车最大的问题就是充电时间太久的问题,即便是快充一般也得几个小时(以Model X为例,快充需要4.5h、慢充需要10.5h)。
现代人最缺的就是时间,一天的六分之一就这么浪费了,会很让人憋得慌。 但燃料电池就不会存在这个问题,由于可以实现了燃油类似的注入方式,几分钟就能解决加氢问题。
另外,上升到国家层面,燃料电池能实现高度的清洁排放,更贴合环境友好型汽车。而且氢气属于二次能源,也没有枯竭的担忧。
不过呢,纯电动汽车在这方面也不差。当然我们会诟病纯电汽车的电力来源可能存在间接污染的可能(燃煤发电),但这仅是现今能源获取方式的问题,不能完全转嫁到纯电动汽车上。
相信未来在水力、太阳能发电站上的投入和技术提高,这一问题会得到缓解。
而且,针对这个问题,他们两个都是半斤八两,因为制氢的过程自身就是“高能耗+高排放+高污染”。
另外,燃料电池的成本居高不下也是很大的问题。在纯电汽车已经大幅商用化的时候,他们还躺在实验室里。
举例来说,当前燃料电池的电池堆成本占比竟高达61%,而且一直没有很好地解决。这使得燃料电池组成本很长一段时间内都稳定在1000-2000美元/KW的高点,要知道这大约是传统燃油机的10-20倍。
除了这些,就是用成本看,燃料电池汽车的每公里使用成本不低,甚至要高于燃油车,更不用说纯电动汽车了。 总结来说,除非氢燃料电池技术有重大突破,在很长一段时间内,纯电动汽车将是更主动、更有前景的一位。
在我看来氢燃料汽车危险过大,占据主流还是有待商榷。
1.从上个世纪末车企就开始对氢燃料进行研究探索,但至今量产上市的车型并不多,下面的几个倒是值得一提。
现代ix35 FCEV
世界上第一款量产版氢能源汽车就是出自现代的ix35系列—ix35-FCEV。
EV通常指的是新能源,而FC代表的是氢能。现代汽车的氢燃料电池研发始于1998年,2013年,历经两代发展,ix35 FCEV使用现代氢燃料电池第三代技术。
ix35-FCEV的动力系统则是搭载了燃料电池系统,输出功率1000kw,配备两个储氢罐,续航里程594公里,最大功率134Ps(98kW),最大扭矩221Nm,最高时速达到160km/h。
但是有点值得商榷,氢是极其暴躁的元素也是燃点低、易气化,先要氢提供能源就需要压缩,压缩成氢水,可是汽车是世界上容易出现事故的工具,一旦遇见一定程度碰撞泄露,就会产生爆炸,爆炸影响也十分严重,夸张点说不比一个C4炸药影响力小,甚至更大,这样危险度的产品,实在是难成为大众应用工具,毕竟别人犯错,极有可能大致周围人致伤或死。
2.现在的新能源电车在遇到交通事故上还是能保障一些的,当然以后还会做的更好,但是只出事影响力上,电的还是优于好的,而且纯电汽车充电站建立规模基本覆盖时,也能保障人们的交通需求。
“2050年进入氢能时代,燃料电池汽车准备好了吗?”
一年一度的电动汽车百人会2018论坛不久前在钓鱼台国宾馆闭幕。
先介绍一下百人会是什么。电动汽车百人会是2014年由政府部门、研究机构、产业界等官员、学者、企业家组成的机构。登陆一下它们的官网,查询里面的组织架构,能够了解其强大的背景(顾问委员会国家部长级别,学会委员会两院院士,理事会成员OEM以及知名的零部件供应商)。
根据参会专家们的发言,看看燃料电池汽车究竟离我们有多远?
干勇(中国工程院院士)
化石能源向绿色能源转变,本质为加氢减碳
全世界能源来源40%煤炭,中国70%煤炭,2%核电,4.7%太阳能,9.3%风电,20.2%核电
风电和光伏不可预测,上网率仅20%,需要储能系统
氢能可再生,高能,高效,储存转换自如,零排放(0.77元/立方米,0.87元/公斤)
央企神华国际积极布局
燃料电池可分布式供电,同济大学基础研究(20千瓦,50千瓦,60千瓦,110千瓦)
制氢,储氢,运氢,加氢产业链,山东打造170平方公里中国氢谷,布局加氢站网络
东岳开发燃料电池膜
氢能联盟即将成立
2050年氢能时代,10万亿产业规模
张进华(汽车工程学会秘书长)
组建国家氢能燃料电池协会
燃料电池进入商业化初期,2015年丰田,本田,现代引领
燃料电池具有续航里程,加氢速度以及成本优势,决定在重载,长距离,大型车辆中有很大运用
需要加强公众宣传教育
李俊华(中船重工 718研究所所长)
海军武器装配研发,事业性质企业单位,军转民,制氢,储氢,运氢,用氢产业链完整
制氢:水电解,市场占65%,甲醇连接制氢
氢加注集装箱,车载氢系统
中车在开发燃料电池机车
全舰电力牵引
李建秋(清华大学教授)
燃料轿车:丰田,本田,奔驰,现代
客车:MIRAI金属双极板,石墨双极板
卡车:Nikola-One燃料电池和封闭驱动
通用:SURUS军用无人驾驶,燃料电池车辆通用底盘平台
2020年:20万台/年,系统成本4万元,整车15-20万元,3分钟加满氢气跑500公里
重点:通过上量把成本降低,2020年客车5000-10000辆
人才培养:动力电池+燃料电池,重视电化学(催化剂载体,膜,膜电极)
张永明(上海交大教授)
燃料电池核心:全氟质子交换膜
企业合作:东岳,戈尔
章桐(同济大学教授)
2006年开始研究燃料电池
中国资金投入相对贫乏,与日本德国韩国相比
长途特殊汽车,燃料电池有巨大优势
从本质上是纯电动汽车,可以享受电驱动发展成熟的红利
从实验室到产业化是一个艰难的过程
中国特色:利用体制优势形成大规模示范,利用商业车优势快速切入,技术没有到位可以快速上车,在滚动过程中让技术不断成熟
Klaus Bonhoff (德国国家氢能与燃料电池技术组织)
中德电动汽车协议
燃料电池成本比纯电动更低
国家资助项目超过十年
乘用车要达到一定的量才能把成本降低
城际列车运用,重卡领域的运用
Daryl Wilson (加拿大氢能公司总裁)
1948年行业领袖,PEM(质子交换膜)燃料电池专业公司,专门电解技术
降低成本,采用低压系统,干膜技术
全球独家3兆瓦纯水制氢系统
无污染动力通勤火车,德国应用
燃料电池汽车成熟度不高
李起相(现代汽车技术中心专务)
2013年途胜燃料电池汽车
2018年NEXO燃料电池汽车:续航800km(NEDC),120千瓦,-30度安全启动,耐用性10年,16万公里,三罐集成系统(内部空间大),高效进气系统,驾驶时过滤净化空气(小于2.5毫米的纳米颗粒物),ADAS系统
Tobias C.Brunner (长城汽车副总裁)
保定氢能技术中心,燃料电池膜电极和系统测试,储氢系统,加氢系统(30-70MPa)
中国有很多废弃电,关注整个产业链的排放(汽油车30%来自生产,60%来自运行)
燃料电池2025年超过纯电动,远距离纯电动难以与插电式混合动力竞争
低压系统取代高压
长距离燃料电池乘用车2050年具有竞争力,相对纯电动在加注上有优势
加氢站建设挑战大
使用液氢
中国法规应该进行支持
李飞强(宇通客车,国家电动客车技术中心副主任)
2050年氢能18%
氢燃料电池客车难点:电堆,车载氢系统,燃料系统,氢气使用成本高
整车成本降低到60万
燃料电池系统,2020年5000元/千瓦,2030年600元/千瓦
电堆成本(催化剂,膜,双极板):2020年1000元/千瓦,2030年150元/千瓦
车载氢系统:2030年降到1800元/公斤
氢气成本:目前40元/公斤,2020年20元/公斤,2030年9元/公斤
加氢站:2吨以上1000万,2030年350万元
目前插电式混合动力百公里油耗15升,纯电动电耗百公里66,燃料电池百公里氢耗7.5公斤,燃料电池运营成本0.5元/公里
续航里程能达到1000公里,低温冷启动-40度
燃料电池功率:472瓦时/公斤,到1400瓦时/公斤,2000瓦时/公斤
燃料电池系统可以降低到0.15元/瓦时
高压储氢:从35MPa到70MPa
全球289个加氢站,我国2020年100座,2030年1000座
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随着各国对汽车的政策发布,在各大车企不断开发,未来汽车燃料已经分成两个派系,也就是纯电动车和氢燃料车,在新能源汽车的技术路径上,中国几乎是全力研究开发电动汽车。在巨额补贴之下, 据统计,目前全世界运营的充电桩和销售的电动汽车中,一半在中国。然而最近一则新闻很打脸:五名清华大学科学家5月发表在《应用能源》 (Applied Energy)的一篇文章显示,由于中国大约75%的电力是由煤炭产生的,而电池生产过程消耗大量能源,中国的新能源汽车产生的温室气体排放量实际上比内燃机汽车高出50%。
接着我们看看国外的情况,发现人家已经另辟蹊径:据国外网站H2stations.org于2017年2月21日发布的第9期全球加氢站统计报告,2016年全球新增92座加氢站,正在运营的加氢站达到274座。新增的92座加氢站中:日本新增45座,位列加氢站增长数榜首,比2015年的28座增加了17座;北美新增25座,比2015年的7座增加了2倍多,其中20座位于加利福尼亚州;欧洲新增22座,比2015年的19座增加了3座。目前全球正在运营的274座加氢站中:有106座位于欧洲,101座位于亚洲,64座位于北美,2座位于南美,1座位于澳大利亚。
再看看中国:截至2016年年底,国内建成可运行加氢站仅有5个,分别位于北京(奥运会遗产)、上海(世博会遗产)、郑州(宇通客车实验用)、深圳(大运会遗产)、大连(科信部项目成果)。目前还有数个在建造中。
电动汽车会不会是发达国家给咱们挖的一个世纪大坑呢?
早在今年9月8日天津举办的2017中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上,科学技术部高新技术发展及产业化司副司长直言:氢能源燃料车已成欧美重要发展方向。
以下是关于氢燃料技术的部分发言实录:
主要的跨国企业除了在本土加大推广力度之外,均将目光瞄准中国市场,可以预见,随着新能源汽车产业步伐加快,未来中国将成为最重要也是竞争最为激烈的市场。尽管我国已经具备了新能源汽车产业发展的技术和产业基础,但也要清醒认识到,全球新能源汽车产业发展日新月异,不断提速的大背景下,产业正处于整体提速期和产业变革期,未来发展过程中仍面临着诸多的困难以及来自于国外大企业的挑战。我们应加快培育新能源汽车技术和产业发展进程,继续深入加强国际合作,积极推进国际交流。
一方面继续加强与中美新能源中心、电动汽车战略伙伴等政府协议下的技术合作和人才交流,另一方面借助国际优势资源,促进汽车企业之间强强联合,加快技术开发,促进市场的互融互通。
二协同创新,系统推进燃料电池汽车发展,氢能源燃料汽车已经成为重要发展方向,氢具有来源广泛、大规模来源纯粹,远距离运输、快速补充等彻底,锌燃料国外高度重视发展,比如美国将氢研发总投入达到24.5亿美元,欧盟达到氢能燃料电池战略发展计划,明确氢能战略目标。
通过产业联合体伙伴组织等形式共同促进氢能燃料电池的商业化推广,像戴姆勒等公司联合发表技术。我国也有政策布局,多部门已出台燃料电池支持的措施,2016年国家发改委能源局联合印发能源技术革命创新行动计划,氢燃料电池技术作为重要技术之一,2016年国务院印发十三五新兴战略规划中明确提出,2017年工信部、科技部、发改委联合发布汽车产业中长期发展规划提出,逐步扩大燃料电池汽车试点示范范围,在标准法规建设上,我国氢能燃料法规和测试平台逐步完善,燃料电池耐久性、安全性等测试平台逐步建立,在技术研发上氢燃料电池产品和技术逐步提升,我国初步掌握了燃料电池关键材料和电堆、动力系统、整车集成和核心技术,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统平台,实现了百辆级生产能力,在示范应用上我国示范考核取得重大进展,从园区固定的示范,逐步向实际道路示范运行过度,但是和国外比我们氢燃料电池还是有较大的差距,下一步在氢能燃料电池发展上,我们要加强协同创新,深入开展国际合作,加快产业化进程。
在这公说公有理婆说婆有理的情况下,现在或者未来,到底咱是买电动车还是氢气车呢?谁知道呢?说不定那天又整出一个新能源呢!按我说,什么都有污染,生产电不用发电厂?氢燃料不用液氢厂?
其实作为安全工程师,必须说,尽管很多人说氢能源车未来不是纯电的对手,但论据完全写错了。也就是说,氢能源被一剑封喉的东西,大家都没写出来,那就是安全。
有人说汽油也很危险,但汽油弹的危险和氢的危险完全不在一个等级。根据《危险化学品重大危险源管理条例》(GB18218),汽油超过200吨构成重大危险源,而氢超过5吨即构成重大危险源。(参考一下,TNT和黑索金烈性炸药是10吨构成重大危险源)。条例明确规定重大危险源和城市建成区之间的安全距离不得小于1000m。。
天津812爆炸就属于重大危险源违规放置在城市建成区的典型案例,还记得爆炸能量相当于21吨TNT炸药的数据——10吨氢的仓库,出了事故,就是这个样子而已。
这已经很严苛了,其实5吨还太宽松了。。。要知道加油站是分级的,根据《重大消防隐患判定方法》GB35181,城市建成区不得出现一级加油站,一级加气站,一级加油加气和建站,如果出现即属于消防部门可以直接判定,可以当场查封的重大消防隐患,一级加氢站虽然规范上没提但显然属于此列,《加氢站设计规范》GB50516里面说了,城市里不得设计一级加氢站。这个临界质量是多少?1吨。也就是说,加氢站出于安全考虑最多只能允许1吨氢存在。这就是世界上所有加氢站储量都不超过1吨的原因(如不服,可以去查表)。对比一下,加油站临界量是150方,其中柴油罐还只算一半,也就是两方算一方。因此看到市区出现一个储量200方的加油站?没事,很正常。100方汽油罐,100方柴油罐的加油站是完全合规的。
1吨氢,理论上也就是加100辆氢能源汽车,50辆氢能源大巴。也就是说,考虑一个二线城市汽车存量200-300万辆,加氢站根本不可能满足氢能源汽车普及后的加氢需求。而且从根上就锁死了。也就是说氢能源最多就是几辆示范车、玩具车、厂区通勤车的存在,广泛民用概率是零。
文章中提到的标准和数据,不服的,可以去查。
当下,新能源汽车已经成为全球汽车产业发展的大的趋势与潮流。诸多国家、汽车企业都纷纷投入其中,力求在未来的市场竞争当中多分得一杯羹。而在新能源汽车的发展路线的选择上,存在着电动汽车与氢气汽车的不同路线。那么,就像题主所说的,哪个更好呢?
在我看来,对于新能源汽车的发展路线的选择,要权衡多种因素,综合考虑。对于中国来说,电动汽车就是我们的选择。这当中,对于产业发展安全的考虑,就占了不少的比重。目前,我国在电动汽车的发展上,在不少方面都处在世界的领先水平,即便是有差距,这当中的距离也较燃油车时代要小得多。因此,借助电动汽车的发展,中国有望实现汽车产业发展上的弯道超车,对于我们来说,这样可以大大减少追赶的时间。相对而言,氢气汽车也是我们正在大力研究的对象,但是进度比起电动汽车就有一定差距了。目前,氢气汽车的核心技术更多的还是在日本等国家,我们并不占优势。
还要说的就是,在电动汽车的电池所需要的重要原料,锂的储备上,中国有着很大的优势。这也是中国选择发展电动汽车的重要原因。
关于未来的汽车有很多不同的观点。
在新能源汽车发展的路线上,这种分歧有时候还是比较大。在目前,中国政策允许的,或者给予补贴的新能源汽车,包括这样三种。一种是,纯电动车,一种是插电式混合动力车,还有一种是氢燃料电池车。
因此,在中国的新能源汽车市场或者产业发展中,氢燃料电池车和纯电动车,并不是相冲突的。不过从产业成熟度来看,显然纯电动车的发展要相比氢燃料电池车更有现实的市场。
我们从丰田汽车在新能源汽车战略上的转变,也可以看出这样一种路线上的争论。在前几年,丰田提出未来的汽车发展战略,完全忽略了电动车的发展,而把氢燃料电池车,几乎作为唯一的未来汽车战略。但是,随着整个汽车市场在新能源汽车发展上的变化,丰田汽车自己,就开始大幅度调整自己的战略,电动车战略开始占据丰田汽车未来发展的主导。
因此,从现实来看,或者说从比较短的周期来看,纯电动车应该是目前,最主要的发展趋势。那么未来,氢燃料电池车是不是要替代电动车的这样一种主导作用呢?应该说技术的发展,或者说未来电池这种驱动技术的发展,还没有人敢下定论。许多人之所以把氢燃料电池车,作为未来最主要的发展方向,主要是因为氢燃料电池车,被认为是最清洁的汽车。因此氢燃料电池车,相比,电动车成为未来的主导产品,更多的是基于环保角度去考虑。而没有考虑到未来市场,技术发展的各种可能性。比如说,太阳能。
不充电不烧油,续航500公里,丰田Mirai引领新时代
提到氢燃料车也许人们对它更多的是一种向往,因为那是存在于未来的东西。其实早在21世纪初,人类就开始致力于将氢燃料机组应用到汽车领域,只是因为制作成本和能源供应上没有好的解决方案才导致氢燃料汽车一直没有大规模生产并投入到市场中来。
但是各大汽车厂对于氢燃料汽车的研发一直都没有终止过。而今天要为大家介绍的丰田Mirai就是一款氢燃料汽车。这款氢燃料汽车是全球第一款实现量产的氢燃料汽车。在我们还没有做好准备迎接氢燃料车的时候,它已经开始悄无声息的融到我们的生活中来。氢燃烧车的量产注定着一个新的汽车时代的到来。
在外观上,Mirai给人的第一感觉是一种另类与前卫,丰田在Mirai的车头处设计了两个超大的倒梯形进气格棚富有科技感。车子的前脸采用丰田家族特有的X型造型,令人印象深刻。整车多处采用流线形设计不但显得美观,而且极大的减少了行车过程中因为空气阻力而损耗的机械能。
在动力方面,这款新能源汽车使用了液态氢作为动力来源。车内氢燃烧机组可以为车子提供最大114KW的输出功率,使得车子的最高时速可以达到175km/h。足够应对人们日常生活的速度需求。除了动力强劲,这款车最大的亮点还体现在它超长的续航里程和极快的充气速度上。据可靠消息称,这款丰田Mirai一次充气最大的续航里程便可以达到500KM,并且仅仅需要5分钟就可以将车内的氢气罐注满。
许多车主可能会因为氢燃烧汽车车内配备的动力产生与输出装置过于复杂占用了大量的车内空间而担心车内驾驶空间遭到严重阉割,从而影响到驾驶舒适度。但是丰田Mirai却通过各种细节设计保证了足够的车内空间。
很多国外车主表示,在驾驶Mirai时并不会觉得车内空间狭小,驾驶体验与燃油汽车无异。并且,由于Mirai是一款氢能源汽车,汽车内噪音小到可以忽略不计,这是氢燃料车天然的优势,燃油汽车想要做到这一点是非常困难的。
随着时代的变迁,燃油汽车终将会被诸如电动汽车、氢燃料汽车等新能源汽车所替代。在不久的将来在马路上行驶的将不再是不断排除尾气给环境造成压力的燃油汽车,而是性能卓越、能源利用率高、节能环保的新能源汽车。在新能源汽车里氢燃料汽车的优势非常明显,其优势不但体现在足以媲美燃油汽车的强大动力上更是体现在其相较于电动汽车更快的能源补给速度上。丰田Mirai开启了氢燃烧汽车量产的先河,新的时代即将来临。
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电动汽车和氢气汽车都是属于目前大有前途的新能源汽车类型,很多汽车厂商都下血本在这两种汽车驱动方式的研发中。
其实我个人觉得氢气汽车相对于电动汽车更有前途的,主要是因为氢气汽车相对于电动汽车可以在环境保护和使用便携度上更有优势。
首先电动汽车要面临废旧电池回收的问题,这个问题一般处理不好,很容易会造成环境的二次污染是不可逆转的。
再有就是氢气在科技得到进一步发展之后可以实现氢气加气站的形式给各位车主进行氢气的添加。这完全能打破电动汽车续航能力不足的问题。
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