中國從20世紀80年代引進螺旋式生物質成型機，生物質壓縮成型技術的研究開發已有20多年的歷史。南京林業化工研究所在“七五”期間設立了對生物質壓縮成型機及生物質成型理論研究課題。湖南省衡陽市糧食機械廠為處理大量加工糧食剩余谷殼，于1985年根據國外樣機試制了第1臺ZT-63型生物質壓縮成型機。江蘇省連云港市東海糧食機械廠于1986年引進了1臺OBM-88棒狀燃料成型機。1998年初，東國營9305廠研制出了“MD-15”型生物質燃料成型機。1990年以后，研制和生產出幾種不同規格的生物質成型機和碳化機組。20世紀90年代期間河南農業大學、中國農機能源動力研究所分別研究出PB-I型機械沖壓式、HPB系列液壓驅動活塞式和CYJ-35型機械秸稈壓塊機。
經過多年的研究與試驗，國內部分成型設備及其配套產品已發展成熟。1998年開始，河南衣業大學針對其他成型設備存在生產率低、工作部件易磨損等問題，研制出了液壓驅動雙頭活塞式HPB系列秸稈成型機及生物質成型塊專用燃燒爐，對秸稈具有極好的消化能力，克服了其他成型設備難以處理秸稈的問題。2000年得到了國家科技部科技攻關和農業科技成果轉化資金的支持，使課題組有條件進一步與企業和農村實際結合，為把技術轉化成生產力開展深入研究，經鑒定后，2002年向企業轉讓了技術，正式投入了產業化示范生產；2003年課題又得到了河南省財政廳的支持，要求把技術推廣到資源最豐富的農村，在農村的生活及生產領域搞替代煤的試點，提高農民文明生活水平，增加農民收入，節約能源；2004年在北京懷柔、新疆、吉林、遼寧、江蘇、河南和鄭州農業高技術園區等進行了試點運行，分別對秸稈成型燃料在小型鍋爐、農用塑料大棚冬天供熱、農戶生活等方面的應用進行了試驗研究，試驗結果證明，秸稈成型燃料是一種燃料特性優于普通燃煤、價格低于煤、燃燒尾氣污染成分少于煤的可再生優質燃料。
1.2.2生物質固化成型原理
植物細胞中除含有纖維素、半纖維素，還含有木質素（木素）。木素是具有芳香族特性的結構單體，為丙烷型立體結構高分子化合物，在闊葉木、針葉木中木素質量分數為27%—32%（干基），禾草類木素質量分數為14%—25%。雖然在各種植物中都含有木素，但它們的組成和結構并不完全一樣。木素屬非晶體，沒有熔點但有軟化點，當溫度為70～110℃時黏合力開始增加，木素在適當溫度下(200～300℃)會軟化或液化，此時加以一定的壓力使其與纖維素緊密并與黏結相鄰顆粒互相膠接，冷卻后即可固化成型。因此采用熱壓法成型秸稈（或木屑）燃料可不用任何添加劑和黏合劑，大大降低了加工成本，而且利用木素軟化、液化的特點，適當提高熱壓成型時的溫度有利于減小擠壓動力。生物質成型燃料就是利用這一原理以生物質固化成型機經熱擠壓制得到的。
1.2.3生物質固化成型工藝
生物質壓縮成型技術發展至今，已開發了多種成型工藝。根據主要工藝特征的差別，可分為“熱壓縮”成型技術、“冷壓縮”成型技術和炭化成型技術。a．“熱壓縮”顆粒成型技術是把粉碎后的生物質在170～220℃高溫及高壓下壓縮成625 km3的高密度成型燃料，極大地降低了生物質的儲運成本，提高了燃燒效率。主要工藝參數是壓力、溫度和成型過程的滯留時間。“熱壓縮”技術的工藝由粉碎、干燥、加熱、壓縮、冷卻過程組成，對成型前粉料含水率有嚴格要求，必須控制在6%～l2%。但這種顆粒燃料成本過高，歐洲市場售價為110～150歐元／噸，在我國生產時售價高達1000元／噸以上，只能供給對燃料環保、清潔性能要求很高的炭爐、壁爐等使用。b．“冷壓縮”顆粒成型技術對原料含水率要求不高，因此也稱濕壓成型工藝技術，其成型機理是在常溫下，通過特殊的擠壓方式，使粉碎的生物質纖維結構互相鑲嵌包裹而形成顆粒。因為顆粒成型機理的不同，“冷壓縮”技術的工藝只需粉碎和壓縮2個環節。“冷壓縮”技術成型前粉料含水率范圍可擴大到6%～25%。因此，與“熱壓縮”技術相比，具有原料適用性廣，設備系統簡單、體積小、重量輕、價格低、可移動性強，顆粒成型能耗低、成本低等優點。c．炭化成型技術是將生物質成型燃料經干燥后，置于炭化設備中，在缺氧條件下悶燒，即可得到機制木炭的技術。由于原料的纖維結構在炭化過程中受到破壞，高分子組分受熱裂解轉化成炭，并釋放出揮發分（包括可燃氣體、木醋液和焦油等），因而其性能得到改善，功率消耗也明顯下降。但是，炭化后的原料在擠壓成型后維持既定形狀的能力較差，儲存、運輸和使用時容易開裂或破碎，所以采用炭化成型技術時，一般都要加入一定量的粘結劑，如果不使用粘結劑，就需要較高的成型壓力，這將明顯提高成型機的造價。
1.2.4開發固化生物質能的意義
生物質能固化成型是將作物秸稈、稻殼、木屑等農林廢棄物粉碎后，送入成型器械中，在外力作用下壓縮成需要的形狀，然后作燃料直接燃燒。也可進一步加工成生物炭，其產品主要用于取暖爐、鍋爐發電等。
(1)應用便利，易于貯運
固化成型法與其他生產生物質能的方法相比，具有生產設備對各種原料的適應性強、固化成型的燃料便于貯運（可長時間存貯和長途運輸）和易于實現產業化生產及大規模使用等特點。另外，現有燃燒設備（包括鍋爐、爐灶等）經簡單改造即可使用。成型燃料使用方便，尤其在我國北方高寒地區，炕灶是冬季主要的取暖形式，成型燃料易被老百姓所接受。
(2)替代煤炭，保護生態環境
預計到2020年，中國的GDP達到5萬億美元，能源需求25～30億噸標煤，其中僅石油缺口達1.6～2.2億噸。大量燃燒一次性能源，排放大量的S02和C02等，對環境造成污染，加劇了地球溫室效應。目前我國農作物秸稈年產量約為6億噸，折合標煤3億噸，其中53%作為燃料使用，約折合1.59億噸標煤。如果這些原料都能固化成型，有效開發利用，替代原煤，對于有效緩解能源緊張、治理有機廢棄物污染、保護生態環境、促進入與自然和諧發展具有重要意義。
(3)提高能源利用率
直接燃燒生物質的熱效率僅為10%～30%，而生物質制成顆粒以后經燃燒器（包括爐、灶等）燃燒，其熱效率為87%—89%，熱效率提高57%～79%，節約了大量能源。
1.2.5存在的問題及解決辦法
目前，我國采用的生物質固化成型燃料的形狀主要有棒狀、塊狀和顆粒狀。這幾種形狀燃料的加工方法均為傳統生產方法，普遍存在著設備能耗過高、磨損嚴重和使用壽命短等問題。以生產顆粒狀燃料方法為例，它與現有的生產顆粒狀飼料的方法相似，即原料從設備環模內部加入，經壓輥碾壓擠出顆粒機環模而成顆粒狀。該工藝流程需要消耗大量能量，首先是顆粒壓制成型過程中，壓強達到50～100MPa，原料在高壓下發生變形、升溫，溫度可達100～120℃，電動機的驅動需要消耗大量的電能；其次是原料的含水率要求在12%左右，為了達到這個含水率，很多原料要烘干以后才能用于制粒；再者是壓制出來的熱顆粒需要冷卻，然后才能進行包裝。這些工藝流程均需消耗大量能量。
要解決上述問題，可通過下列途徑。一是加大科研投入，積極研發新工藝和新設備，降低能耗，減少生產成本；二是引進國外先進設備，消化吸收，形成產業化生產；三是政府扶持，對研制開發單位和用新型生物質能用戶進行補貼，降低產品使用成本。
