稀土元素（REEs）是支撑现代高科技产业不可或缺的战略性材料，包括电动汽车（EVs）、风力发电、节能照明和先进制造业（Balaram, 2019）。随着全球能源转型的加速，特别是重稀土元素，已被认为是清洁技术及战略安全的关键矿物（Lee and Wen, 2018）。在这一组元素中，铽（Tb）因其卓越的磁性和发光性能而具有重要的战略地位（Wang et al., 2010）。铽是提高高性能钕铁硼（NdFeB）永磁体矫顽力和热稳定性的关键掺杂剂，使其成为电动汽车驱动电机、直驱风力涡轮机、高效空调和其他新兴清洁能源技术的关键材料（Ghorbani et al., 2025）。然而，铽是最稀缺的稀土元素之一，主要存在于离子吸附粘土矿床中，其天然丰度极低，提取技术难度大（Yang and Zhang, 2014）。这种天然的稀缺性加上其战略用途，使得铽成为最有价值且供应受限的稀土元素之一（Fernandez, 2017）。随着电动汽车、风力涡轮机和节能电器在气候目标下的发展（IEA, 2025），中国对铽的内部需求急剧增加，加剧了长期以来对资源枯竭、供应稳定性和环境影响的担忧（Wang et al., 2024）。
中国在全球铽供应链中占据核心地位。它不仅拥有重要的离子吸附粘土资源，还拥有包括采矿、分离、制造和下游加工在内的完整稀土工业体系（Chen et al., 2025）。因此，中国既是最主要的稀土原材料供应国，也是含铽中间产品和最终产品的生产大国（Liu et al., 2025）。这一地位使得中国的国内铽循环对于国家资源治理和全球清洁能源供应链的稳定性都至关重要。了解铽在中国工业体系中的流动情况对于评估其生产与消费的可持续性至关重要。
现有研究提高了对稀土代谢、供应风险和回收潜力的理解，一些近期工作开始利用物质流分析（MFA）方法来研究中国的铽相关流动和限制（Chen et al., 2025; Liu et al., 2025; Gao et al., 2022）。然而，这些研究往往只关注供应链的某些阶段或短期动态，难以全面理解生产、贸易、使用和寿命终结过程在整个生命周期中的相互作用。因此，关于中国铽循环如何随时间演变，特别是在能源转型加速的压力下，系统层面的证据仍然有限。这一局限性很重要，因为铽的可持续性挑战不能仅通过初级供应来解释。实际上，它源于系统内多种过程的相互作用，包括上游供应的限制、低碳技术需求的增长、加工和制造阶段的损失、通过下游产品以嵌入式形式出口的铽，以及由于产品寿命导致的二次资源回收的延迟。如果没有一个连接这些过程的生命周期视角，就难以评估系统在需求持续增长的情况下能否保持长期平衡（Peiró et al., 2013）。
尽管历史物质流分析可以揭示过去和现在的铽流动结构，但不足以评估未来的供应风险。未来的铽供需平衡日益受到脱碳驱动的清洁技术部署、铽使用强度和市场份额的影响，以及由初级生产、国际贸易和二次回收决定的供应韧性（Gao et al., 2022; Binder, 2007; Sinha et al., 2024; Wang et al., 2020）。这对于铽尤为重要，因为未来的需求越来越集中在电动汽车和风力发电上，而可用供应受到国内生产、进口、出口和寿命终结材料回收时机的限制。与许多强调资源枯竭的矿物资源研究不同，铽面临的挑战更多地体现在需求增长速度与供应扩展速度之间的结构性不匹配。即使维持初级生产、进口和回收的改进，快速增长的清洁能源需求也可能超过供应增长，从而造成持续的供需失衡。
为了解决这一差距，本研究开发了一个综合分析框架，从历史和前瞻性的角度研究中国的铽循环。首先，构建了一个动态MFA框架，描绘了1990年至2024年中国铽的全生命周期流动和库存情况，包括采矿、分离、制造、使用、贸易和废物管理。其次，通过基于情景的评估，研究了18种综合情景下到2050年的未来铽供需动态，这些情景结合了三种能源转型路径、两种需求侧技术路径和三种供应韧性路径。在此框架中，可用供应定义为国内初级生产加上二次生产，再加上进口减去出口。
本研究旨在：（1）描述中国铽循环的历史演变；（2）识别21世纪00年代以来持续供需差异的出现及其驱动因素；（3）评估在不同气候、技术 and 供应韧性情景下的未来铽需求、可用供应和供需差距；（4）评估需求侧变化、回收、贸易调整和初级供应扩张在缓解未来短缺方面的相对重要性。通过将历史物质流重建与综合未来情景相结合，本研究提供了对中国铽循环在能源转型下可能演变的系统级理解，并为改善需求管理、供应韧性、贸易治理和二次资源回收提供了见解。
