In allen Ländern macht der Energiesektor, trotz sinkender Tendenz, einen Großteil der CO₂-Emissionen aus. Hauptquellen für Energie in Deutschland wie in anderen Ländern sind Braun- und Steinkohlekraftwerke, die durchschnittlich bis zu 800g CO₂ pro kWh emittieren.

Bei der Gewinnung von Strom aus Kernenergie werden im Betrieb keine klimaschädlichen Emissionen freigesetzt. Anders ist das beim Abbau des Rohmaterials Uran und dem Bau und Rückbau von Kraftwerken. Bezieht man diese Emissionen mit ein, stößt ein Kernkraftwerk durchschnittlich rund 12g CO2 pro kWh aus, wesentlich weniger als ein Kohlekraftwerk. Dadurch kann eine Erhöhung des Atomstromanteils kurzfristig den Strommix CO₂-neutraler gestalten. In dem Szenario der International Energy Agency (IEA), der für den Paris-Score zugrunde liegt, ist daher Kernenergie Teil der Umgestaltung des Stromsektors. Probleme der Lagerung des Atommülls werden jedoch dabei nicht berücksichtigt.