ดูเพิ่มเติม: การอภิปรายเรื่องพลังงานหมุนเวียน, พลังงานนิวเคลียร์ที่ถูกเสนอให้เป็นพลังงานหมุนเวียน,และพลังงานหมุนเวียน 100%

เมื่อปี 2013 สมาคมนิวเคลียร์โลกได้กล่าวว่า "มีความสนใจที่ไม่เคยมีมาก่อนในพลังงานหมุนเวียนโดยเฉพาะพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมซึ่งให้กระแสไฟฟ้าโดยไม่ให้ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์เพิ่มขึ้น การหาประโยชน์เหล่านี้สำหรับการผลิตไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่ายและประสิทธิภาพของเทคโนโลยี ซึ่งได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องจึงช่วยลดค่าใช้จ่ายต่อกิโลวัตต์สูงสุด"[201]

การผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนจากแหล่งที่มาเช่นพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นที่วิพากษ์วิจารณ์ในบางครั้งสำหรับการไม่ต่อเนื่องหรือแปรผัน[202][203] อย่างไรก็ตาม สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศได้ข้อสรุปว่าการใช้งานของเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน (RETs), เมื่อมันเพิ่มความหลากหลายของแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้า, จะช่วยให้เกิดความยืดหยุ่นของระบบ อย่างไรก็ตาม รายงานยังสรุปว่า (หน้า 29): "ที่ระดับสูงของการเจาะกริดโดย RETs ผลกระทบของอุปสงค์ที่ไม่ตรงกันและอุปทานสามารถก่อให้เกิดความท้าทายสำหรับการจัดการของกริด ลักษณะนี้อาจส่งผลกระทบต่อวิธีการ และระดับที่ RETs จะสามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลและความสามารถในการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์"[204]

อุปทานไฟฟ้าหมุนเวียนในช่วง 20-50+% ได้รับการดำเนินการแล้วในหลายระบบในยุโรป แม้ว่าในบริบทของระบบกริดยุโรปแบบรวม[205] ในปี 2012 ส่วนแบ่งของไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนในประเทศเยอรมนีจะเป็น 21.9% เมื่อเทียบกับ 16.0% สำหรับพลังงานนิวเคลียร์หลังจากเยอรมนีปิดตัวลง 7-8 จาก 18 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในปี 2011[206] ในสหราชอาณาจักร ปริมาณของพลังงานที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียนคาดว่าจะเกินพลังงานที่มาจากนิวเคลียร์ราวปี 2018[207] และสกอตแลนด์วางแผนที่จะได้รับกระแสไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนในปี 2020[208] ส่วนใหญ่ของการติดตั้งพลังงานหมุนเวียนทั่วโลกอยู่ในรูปของไฟฟ้าพลังน้ำ

IPCC ได้กล่าวว่าหากรัฐบาลทั้งหลายให้การสนับสนุนและเทคโนโลยีของพลังงานหมุนเวียนเต็มรูปแบบถูกนำมาใช้ พลังงานหมุนเวียนสามารถให้พลังงานของโลกได้เกือบ 80% ภายในสี่สิบปี[209] ราเชนท Pachauri ประธาน IPCC กล่าวว่าการลงทุนในพลังงานหมุนเวียนที่จำเป็นจะเสียค่าใช้จ่ายเพียงประมาณ 1% ของจีดีพีทั่วโลกเป็นประจำทุกปี วิธีการนี้อาจควบคุมระดับก๊าซเรือนกระจกให้อยู่ในระดับน้อยกว่า 450 ส่วนต่อล้านซึ่งเป็นระดับที่ปลอดภัยเกินกว่าที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะกลายเป็นภัยพิบัติและเปลี่ยนแปลงกลับไม่ได้[209]

ค่าใช้จ่ายของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นในขณะที่ค่าใช้จ่ายในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมจะลดลง[210] ประมาณปี 2011 พลังงานลมไม่แพงไปกว่าก๊าซธรรมชาติ [ต้องการอ้างอิง] และกลุ่มต่อต้านนิวเคลียร์ได้ชี้ให้เห็นว่าในปี 2010 พลังงานแสงอาทิตย์มีราคาถูกกว่าพลังงานนิวเคลียร์[211][212] ข้อมูลจาก EIA ในปี 2011 คาดว่าในปี 2016 พลังงานแสงอาทิตย์จะมีค่าใช้จ่ายในการผลิตกระแสไฟฟ้าเกือบสองเท่าของการผลิตด้วยนิวเคลียร์ (21¢/กิโลวัตต์ชั่วโมงสำหรับแสงอาทิตย์ 11.39¢/กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงสำหรับนิวเคลียร์) และจากลมค่อนข้างน้อย (9.7¢/kWh)[213] อย่างไรก็ตาม EIA ของสหรัฐอเมริกายังได้เตือนว่าค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิงของแหล่งที่มาที่ไม่สม่ำเสมอเช่นลมและพลังงานแสงอาทิตย์จะไม่สามารถเทียบได้โดยตรงกับค่าใช้จ่ายของแหล่งที่มาที่ "dispatchable" (แหล่งที่สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อตอบสนองกับความต้องการได้)[214]

จากจุดยืนด้านความปลอดภัย, พลังงานนิวเคลียร์, ในแง่ของการสูญเสียชีวิตต่อหน่วยไฟฟ้าที่ผลิต, มีจำนวนการเสียชีวิตที่เท่ากับและในหลายกรณีต่ำกว่าหลายแหล่งพลังงานหมุนเวียน[74][75][215] อย่างไรก็ตาม ไม่มีเชื้อเพลิงใช้แล้วที่มีกัมมันตรังสีที่ต้องมีการจัดเก็บหรือการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่สำหรับแหล่งพลังงานหมุนเวียนแบบเดิม[216] โรงงานนิวเคลียร์จะต้องถูกรื้อและเคลื่อนย้ายออกไป โรงงานนิวเคลียร์ที่ถูกรื้อออกเป็นชิ้นจะต้องถูกเก็บไว้ที่เก็บกากนิวเคลียร์ใต้ดิน[217]