蔡伦“发明”了造纸术，可中国造纸业却在为缺原材料发愁？

纸是中国古代劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶，是人类文明史上的一项杰出的发明创造。它的出现改变了人类的书写材料，使文字有了新的承载体，结束了先祖在石壁、兽甲骨、竹木简和帛上书写的历史。

蔡侯纸

据《后汉书》记载："自古书契多编以竹简，其用缣帛者谓之为纸。缣贵而简重，并不便于人。"也就是说，古时人们记录文字大多用竹简，也有人拿绢布写字，称其为"纸"。竹简便宜但制作麻烦，绢布轻薄但价格太贵，两者都存在很大的问题。西汉墓葬中发掘过远古的纸张，当时的纸多是动、植物纤维的混合体，纤维碎末经过再加工就被制成纸张。由于工艺流程不成熟，造出来的纸质量不行，几乎不能用于写字，多数用来包裹药材。

说到造纸术，蔡伦不能不提。东汉中期，蔡伦生于桂阳郡（今湖南郴州一带）一个铁匠世家。受家人的影响，蔡伦从小就一边学习知识，一边学习手艺。受地方官员的推荐，汉明帝永平末年入宫，侍奉在嫔妃所居的掖庭（打杂的）。没过多久，蔡伦成为了主管公文传达的黄门侍郎。

汉明帝刘庄去世，汉章帝刘炟继位。刘炟的皇后窦氏的肚子，迟迟没动静。窦皇后就想方设法去迫害那些有孩子的嫔妃。在这个过程中，蔡伦成了窦皇后的爪牙。建安七年，蔡伦曾诬陷太子刘庆的生母宋贵人魅惑埋巫蛊，逼得她自尽，刘庆被贬为清河王。后来，蔡伦与窦皇后又故技重施，陷害皇子刘肇的母亲梁贵人，并将尚在襁褓中的刘肇过继到窦皇后膝下，立为太子。

公元88年，汉章帝驾崩，10岁的刘肇继位，是为汉和帝。皇帝还小，窦太后垂帘听政。窦太后掌权，蔡伦就被提拔为中常侍。公元92年，14岁的刘肇在另一个宦官郑众的帮助下，开始抢班夺权。窦氏外戚大部分被处死，刘肇念在窦太后有养育之恩，只是幽禁了她。蔡伦大难不死，因为他还有重要的使命未完成。

公元97年，窦太后病死。公元105年，蔡伦向汉和帝献纸。蔡伦将造纸的方法写成奏折，连同纸张呈献皇帝，得到皇帝的赞赏，便诏令天下朝廷内外使用并推广。汉和帝驾崩后，权力落入汉和帝刘肇的皇后邓绥一族。公元107年，邓皇后因为蔡担任了很长时间的侍卫，封他为龙亭侯，封地有三百户人口。

邓皇后本有一子，但得病死了，她只得从血脉更近皇子中挑选一个皇子。结果就选中了清河王刘庆13岁的儿子刘祜。公元121年，邓太后去世，汉安帝亲政，当然要清算当年祖母宋贵人被杀、父亲刘庆被剥夺太子之位的旧账，于是下令让蔡伦自己前往廷尉处受审。年事已高的蔡伦不愿接受审判，于是选择了服毒自尽了。

虽说蔡伦人品不咋的，有着加害后妃的罪行，但改进的造纸术却是价值巨大。以树肤（即树皮）、麻头（麻屑）、敞布（破布）、破鱼网等为原料，经过挫、捣、抄、烘等工艺，利用植物纤维就可以制成薄纸（以烂鱼网造的纸叫网纸，破布造的纸叫布纸），人们把这种纸统称为“蔡侯纸”。便宜又实用的造纸术被发明，带动了笔、墨、砚的发展。造纸术传至东南亚、欧洲及阿拉伯国家，推动了世界文明的进步。

现代造纸术

18世纪早期，欧洲普遍使用破布和麻造纸，但随着纸张的需求量不断增大，传统依赖破布和麻的造纸已经不能满足需求。有一天，动物学家列奥谬尔在森林中散步，他发现马蜂窝的材质实际上就是粗糙的纸。他不禁思考，这些纸是如何被马蜂制造出来的呢?列奥谬尔认真观察发现，马蜂会在树木中钳取一小点木头，经过咀嚼消化后吐出来变成粗糙的纸张。

1719年11月15日，列奥谬尔向法国科学院表达了木纤维可以用来造纸的观点。但列奥谬尔并没有深入地研究用木头造纸的方法，也没能说服法国科学院继续这项研究。后来，德国牧师雅各伯谢弗接手了列奥谬尔的工作，进行了大量的实验，最终分别用马蜂窝和木材制造出了实际的纸张样品。不仅如此，他还在1765年和1771年间写了一篇关于如何用木头纤维造纸的论述。

然而雅各伯谢弗的研究成果并没有马上受到重视，因为那时候用破布造纸的工艺已经相当成熟了，造纸厂的资本家们不愿意第一个尝试新的木头造纸方法。1844年，德国工程师研制出了木材造纸机，改变了千年来用棉麻、稻草造纸的历史，造纸原料紧缺问题得以解决，据说第一张用木头制造的纸非常糟糕。随着造纸业的发展，原料需求暴增，木材造纸的弊端开始呈现。树木生长期需要30-40年，造纸业井喷导致森林被大量砍伐，对环境形成巨大的伤害，造纸的原料也日益多样化。

纸浆作为造纸行业的主要原材料，主要来源可归于废纸浆、木浆、非木浆三大类。木浆主要用于生活用纸和文化用纸，废纸浆多用于包装用纸，非木浆多用于生活用纸。

先说说木浆。根据原材料树种的不同，分为针叶浆与阔叶浆。针叶浆主要来自纬度较高的温带、寒温带国家和地区。全球针叶浆出口大国有加拿大、芬兰、美国等。阔叶浆主要来自纬度较低的热带、亚热带国家和地区，全球阔叶浆出口大国有巴西、智利、印尼等。一般而言，针叶浆的韧度与可拉伸性比阔叶浆更强。因此，在使用木浆时，通常会掺入一定比例的针叶浆，以增强纸张韧性。

再看一下废纸浆。用于包装纸的废纸浆，其来源可分为国产废纸和进口废纸。欧美的森林资源多，外废（美废）纤维仅经过一次处理，不仅纤维性能比较好、长纤维比例较高，且制浆得率也原高于国废。多年来，中国是最大的废纸进口国，中国进口废纸占世界可供出口量约1/3。其中，有50%的美废出口到中国。2016年及以前，国内约40%的废纸需求靠进口废纸满足。2017年，我国出台限废政策，正式拉开了限制进口废纸的序幕；2017-2019年，我国外废进口量持续下降，2021年已经全面禁止废纸进口。废纸原材料的短缺间接影响了整个造纸产业链上的企业，降低了它们对上游企业的议价能力。

还有非木浆。非木浆主要有三类：禾科纤维原料浆（如秸秆、竹、甘蔗渣等），韧皮纤维原料浆（如大麻、红麻、亚麻、等）和种毛纤维原料浆（如棉纤维等）。中国是世界上非木浆生产量最大的国家，但非木浆的纤维质量较差，需与木浆配抄才能获得较优质纸品，且非木浆从原料中提取纤维的过程需要较高的工艺水平与化学制剂成本，故性价比较低。

我国因森林资源匮乏，成年后木材主要用于生产家具，可用于造纸的成熟木材较少。我国虽从全球30多个国家和地区进口木浆，但超过90%的木浆来自这8个国家：加拿大、巴西、印尼、美国、智利、芬兰、乌拉圭、俄罗斯，来源比较集中。近些年来，以美国为首的西方国家不断用经济政策打压中国，限制中国进口芯片、光刻机等高科技产品。在非高科技、同样依赖进口的领域，我们依然有被“卡脖子”的威胁。

针叶浆作为纤维质量较高的木浆原料，其主要供给国为加拿大、美国、芬兰。不过，好在还有个能够提供大量针叶浆的国家——俄罗斯。2020年，俄罗斯出口中国针叶浆超过114万吨，同比增加超25万吨。

至于废纸浆进口。随着禁废令彻底落地，纸企的国外废纸浆配额清零，导致造纸原料缺口增大，国内废纸价格也水涨船高，供需矛盾日益加深。回收1吨废纸能生产0.8吨的再生造纸纤维，来源于优质造纸材料的废纸，产出的纸浆质量也会更优质。日本2020年的纸张回收率高达85%，欧洲整体2019年纸张回收率已经达到72%，我们呢？

据中国造纸协会数据统计，我国的废纸回收率从2011年的44.6%到2019年增加到49%。我国废纸原料是经过至少两次以上的循环利用，纸浆质量整体不高。看来还是有待提高的空间！

中国就一点没希望吗？陕西科技大学就有个“造纸专家”张美云。张美云教授1957年9月生，1982年1月毕业于西北轻工业学院（陕西科技大学前身）并留校任教，专业就是制浆造纸工程专业。自从她踏入造纸专业领域的那一天起，就知道自己面临的真正问题是什么。在留校任教期间，她带领自己的团队始终在进行着科技攻关。

比如被西方国家一直进行技术封锁的芳纶纸。芳纶纸不但具有绝缘性和抗腐蚀性，而且还能防火和耐高温，在航空航天、高铁以及船舶等领域又是必不可少的。因为我们不会造，单价成本只有几十块水平的芳纶纸，出口的定价却高达上千。张美云经过长达13年的技术攻关，国内自主研发的芳纶纸终于得以投产，其硬度比钢还要坚硬7倍。

要是按照某些教授的金钱至上的观点，张美云该是腰缠万贯才对。可国外有学校以及企业高薪聘请她，张美云都选择了拒绝。她是国家“十三五”重点研发计划首席科学家，国务院特殊津贴专家。2007年，我国的芳纶纸正式打入国际市场。

中国每年收集的粉煤灰约有7亿吨。粉煤灰是煤燃烧的副产品，由包含钙和硅等矿物质的微粒组成。这一废料的约70%都被建筑业用掉了，但剩余部分此前都无处可去。张教授和她的同事看来，粉煤灰是一种很有前途的木浆替代品，因为它的化学和物理属性类似于已经用于造纸的工业添加剂，比如滑石粉和高岭土。在各级政府的资金支持和牵线下，科学家们得以在陕西、浙江、河南和山东的造纸厂测试和改进这项技术。

美国一位气象学家曾说过：“一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起美国得克萨斯州的一场龙卷风。”如今造纸行业刮起的飓风，只要中国产业链的根扎得足够深，科技工艺的茎长得足够结实粗壮，市场消费稳定多元地生长，再大的风也挡不住中国企业崛起的步伐。

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