Spośród nowych – niekopalnych – źródeł energii, wierzba okazuje się - wśród wielu roślin energetycznych - najbardziej obiecującą. Dziś widać już wyraźnie, że z wielu nośników energii odnawialnej, biomasa w ogóle, a biomasa wierzbowa w szczególności staje się bardzo rozwojowym i ekonomicznie efektywnym kierunkiem produkcji rolnej. Dowodem tego może być fakt, że podczas gdy w lasach przyrost roczny biomasy wynosi 3-5 t/ha, to uprawa wierzby w rolnictwie owocuje rocznym przyrostem 22-25 ton suchej masy z hektara. Na rys. 1 widoczny jest roczny przyrost biomasy.

Bezrobocie i bieda na polskiej wsi, a w dodatku niekorzystna struktura ziemi wymuszają poszukiwania alternatywnych w stosunku do produkcji żywności i paszy kierunków produkcji rolnej. Głównym z nich jest uprawa roślin energetycznych – a wśród nich wspomniana wierzba i to szczególnie z odmian Salix viminalis var. Gigantea. Angażowanie polskiej wsi w poszukiwanie alternatywnych kierunków produkcji wpisuje się w dotychczas nierozwiązany problem zaopatrzenia gospodarstw rolnych w tanią energię elektryczną oraz ciepło. To wszystko ukierunkowało poszukiwania roślin, które zapewniają nie tylko szybki przyrost biomasy, łatwość dostosowania się do konkretnych warunków klimatyczno-glebowych, ale umożliwiają (po prostu zapewniają) wypracowanie znacznie większych dochodów od uprawy żywności i pasz.

Te warunki spełnia roślina z rodzaju Salix, ponieważ genotyp wierzby jest bardzo bogaty – jeden z najbogatszych zaraz po ryżu. Daje to podstawy dla możliwości tworzenia wielu odmian o wszelkich kierunkach ich wykorzystania.
Jak wykorzystać?
Najbardziej aktualnym obecnie kierunkiem wykorzystania biomasy wierzbowej staje się jej wykorzystanie na cele energetyczne. Przy czym najefektywniejszą jest oczywiście kogeneracja. Przy uprawie wielkich plantacji możliwy jest przerób wierzby – via zgazowanie – do metanolu. Wierzbę można spalać samodzielnie, lub w mieszaninie z miałem węglowym w rozmaitych konstrukcjach pieców, tak jak każde inne drewno, ale sprawność takiego procesu będzie jednak niewielka. Do znacznie bardziej efektywnego – i co się z tym wiąże, także wysoce oszczędnego – należą systemy tlenowego (powietrznego) zgazowania, gdzie w pierwszej fazie jest suszenie, a w drugiej towarzyszy proces pirolizy. Ich wariantowym rozwiązaniom – w sprzężeniu z różnorakimi procesami kogeneracyjnymi – poświęcony jest niniejszy artykuł. Sprawność bowiem tych systemów przetwarzania biomasy do energii elektrycznej oraz ciepła dochodzi nawet do 93%. Zawsze jednak należy rozważyć stopień zawilgocenia (a zatem i wysuszenia) przerabianego drewna. Wpływ stopnia zawilgocenia drewna wierzbowego na wartość opałową ilustruje rys. 2.

Zaleca się – jako najbardziej efektywne i najmniej uciążliwe – spalanie drewna wierzbowego w postaci „powietrznie wysuszonego”. Jest to drewno suszone w warunkach otoczenia przez okres 3-4 miesiące w zadaszonych wiatach. Osuszone do poziomu „powietrznie wysuszonego” zawiera 23-28% wilgoci i osiąga 16-18 GJ wartości opałowej z tony. Takie drewno daje się łatwo zrębkować oraz ekonomiczniej transportować od gałęzi. Zrębki spala się jednorodnie w specjalnych piecach, ale efektywniejsze jest ich spalanie z miałem węglowym i ten system jest powszechnie stosowany w Austrii. Z drewna wierzbowego można również produkować brykiety lub granulat opałowy, ale w pierwszym przypadku konieczne jest obniżenie zawilgocenia do 16% mas, a w drugim przypadku do 20% mas.
Ochrona i zagospodarowanie gleb
Ziemia uprawna podlega biodegradacji i biodewastacji zwykle, gdy przeznaczona jest nie na produkcję rolniczą, a na wszelkie inne cele lub gdy uprawiana jest niewłaściwie. Na przykład gdy na czasowo wyłączonej z produkcji rolnej składowane są odpady. Po okresie użytkowania składowisko odpadów winno być rekultywowane: rekultywacją techniczną i rekultywacją biologiczną. Właśnie do celów rekultywacji biologicznej użyta zostaje wierzba. Według Szczukowskiego (1998), który podaje za Bugałą (1975) i Maciakiem (1973), a także Succowem (1976) na stanowiskach zdegradowanych rolniczo siedlisk z powodzeniem uprawiać można Salix americana, Salix amygdalina oraz drzewiaste formy Salix alba i Salix fragilis. Na gruntach ornych, w sąsiedztwie zakładów przemysłowych, dobrze tolerowane są - znoszące wiele zanieczyszczeń między innymi metalami ciężkimi - Salix caprea, Salix cinerea, Salix acutifolia (Kisser 1960, Kulczyński 1975, Lattke 1969, Pelz 1956).
Wymienioną odmianę wierzby Salix cinerea, a także Salix aurita, Salix repens (Schiechtl 1965) szczególnie nadają się do rekultywacji zakwaszonych składowisk hałd pogórniczych. Korzenie wierzby wyłapują około 80% zanieczyszczeń. Wierzbową oczyszczalnię ma np. cieszyński POLIFARB.
Bardzo dobre przyrosty na silnie toksycznych składowiskach śmieci komunalnych otrzymali Francuzi sadząc Salix purpurea i Salix eleagnos (Fredou 1974). Te dwie odmiany, a także Salix daphnoides i Salix repens mogą stanowić nasadzenia rekultywacyjne zarówno na piaszczystych jak i kamienistych zboczach, do stabilizacji gruntów przed erozją (Dolatowski 1990, Lattke 1969).
Wszystkie te odmiany, a szczególnie podstawowe formy wierzb z rodzaju Salix viminalis gigantea, charakteryzują się silnym przyrostem biomasy. System korzeniowy sięga czasem nawet 8-10 m przez co system odżywiania penetruje nie tylko warstwę gleby, ale złoża gruntów położone znacznie głębiej. Ocenia się, że biomasa jednego hektara już dwuletniej wierzby pochłania całkowicie w ciągu roku 350 kg azotu i 80 kg fosforu (Philip 1997).
Biodegradację metali z osadów ściekowych wykazali ponadto (Perttu z Kowalikiem 1997) zarówno w doświadczeniach szwedzkich jak i polskich, stosując wierzbę jako swoisty filtr dla tych zanieczyszczeń. Biodegradacja dotyczyła szczególnie kadmu, który najczęściej limituje wielkość osadu ściekowego, możliwą do zastosowania w rekultywacji terenów zdegradowanych i zdewastowanych.
Wierzba w ochronie wód
Od bardzo dawna, zarówno w Polsce, jak i w innych krajach wierzbę stosowano w ochronie cieków wodnych (Waga 1848, Wyrobisz 1949) w postaci plecionej lub wiązanej faszyny. Obecnie coraz częściej nowe klony wierzby stosuje się do ochrony cieków wodnych przed przedostawaniem się do nich zmywanych z pól uprawnych nawozów i pestycydów. Sadzi się w tym celu nad brzegiem cieków Salix purpurea i Salix purpurea „Gracilis” (Valtyni 1971, Valtyni 1972). Salix amygdalinę i Salix viminalis bardzo dobrze toleruje zalewanie nieprzetworzonymi ściekami komunalnymi (Białkiewicz 1969). Instytut Budownictwa Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa wykorzystał obydwie te odmiany do zaprojektowania małych hydrobiologicznych oczyszczalni ścieków (Jucherski 1995). Wierzbą obsadzane były w przeszłości na Żuławach Elbląskich kanały odprowadzające wodę. Najczęściej stosowano Salix viminalis jako krzew i Salix fragilis jako drzewo.
Jeden krzew już dwuletniej wierzby z rodzaju Salix viminalis w klonach wierzb energetycznych może transpirować nawet do 180 m sześc. wody (Philip 1997). Obecnie prowadzi się badania nad zastosowaniem mat wierzbowych do ochrony składowisk odpadów stałych. Podstawą badań jest właściwość zatrzymywania przez maty wierzbowe nawet do 80% wód opadowych, spływających na składowisko.
Ważnym kierunkiem wykorzystania wierzby jest zastosowanie jej w rekultywacji szczególnie zdegradowanych i zdewastowanych powierzchni osadników lub hałd pogórniczych. Opracowana w tym kierunku technologia wykorzystuje osady ściekowe z miejskich oczyszczalni ścieków, które miesza się w odpowiednich stosunkach z ziemią uprawną lub z humusem. Tworzy się w ten sposób podłoże na którym sadzi się wierzbę. Metodę tę można stosować do rewitalizacji hałd osadników lub hałd pogórniczych pozbawionych życia biologicznego.
Zgazowanie biomasy
Relatywnie najwyższą z możliwych sprawności osiągają te elektrociepłownie, które bazują na zgazowaniu biomasy, co ma pokaźne znaczenie gospodarcze zważywszy fakt, że biomasa stanowi największe, poza energią wód, źródło energii odnawialnej.
Zgazowanie biomasy nie tylko umożliwia osiąganie wysokich sprawności energetycznych, ale również pełne spełnienie norm ochrony środowiska.
Terminem zgazowania substancji, zawierającej atomy węgla w swoim składzie, nazywamy cykl przemian z udziałem tlenu, dwutlenku węgla oraz pary wodnej, prowadzący do wytworzenia gazu syntezowego, składającego się głównie z tlenku węgla oraz wodoru obok metanu. Obejmuje on następujące trzy etapy:
- Suszenie: W przeciwieństwie do węgla, drewno zawiera relatywnie sporo wilgoci, bo aż 50%. Wyzwolona para wodna reaguje potem w fazie zgazowania z węglem, przetwarzając go do tlenku węgla i wodoru.
- Piroliza: W temperaturach 250-750 st. C przebiega termiczny kraking (piroliza) biomasy do:

• gazu zawierającego CO, H2, CH4 i CO2 z parą wodną oraz oparami aromatów (benzen, toluen, ksyleny itp.);
• smółek i olejów;
• węgla drzewnego i składników mineralnych.