Стремление использовать 100% возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии, отопления / охлаждения и транспорта мотивировано глобальным потеплением, загрязнением окружающей среды и другими экологическими проблемами, а также проблемами экономической и энергетической безопасности. Перенос общего глобального первичного энергоснабжения на возобновляемые источники требует перехода энергосистемы. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, существует несколько фундаментальных технологических ограничений для интеграции портфеля технологий использования возобновляемых источников энергии для удовлетворения большей части общего мирового спроса на энергию. Использование возобновляемой энергии росло быстрее, чем ожидали даже сторонники.

Однако с 2019 года он должен расти в шесть раз быстрее, чтобы ограничить глобальное потепление до 2 ° C (3,6 ° F).

В 2014 году возобновляемые источники, такие как ветер, геотермальная энергия, солнечная энергия, биомасса и сожженные отходы, обеспечили 19% всей потребляемой энергии во всем мире, причем примерно половина этого объема приходится на традиционное использование биомассы. Самым важным сектором является электроэнергия с долей возобновляемой энергии 22,8%, большая часть которой поступает из гидроэнергетики с долей 16,6%, за которой следует ветер с 3,1%. По состоянию на 2018 год, согласно REN21, преобразование набирает обороты в энергетическом секторе, но необходимы срочные меры в области отопления, охлаждения и транспорта.

Есть много мест по всему миру с сетями, которые работают почти исключительно на возобновляемых источниках энергии. На национальном уровне, по крайней мере, 30 стран уже имеют возобновляемую энергию, которая обеспечивает более 20% энергопотребления.

Согласно обзору 181 рецензируемых работ по 100% возобновляемой энергии, которые были опубликованы до 2018 года, «[t] он подавляющее большинство всех публикаций подчеркивает техническую осуществимость и экономическую жизнеспособность систем 100% RE». Несмотря на то, что по-прежнему существует много публикаций, посвященных только электричеству, растет число публикаций, посвященных различным секторам энергетики и отраслевым интегрированным энергетическим системам. Этот межотраслевой, целостный подход рассматривается как важная особенность систем 100% возобновляемой энергии и основан на предположении, что «лучшие решения могут быть найдены, только если сосредоточить внимание на синергии между секторами» энергетической системы, такой как электричество, тепло, транспорт или промышленность.

Профессора С. Пакала и Роберт Х. Соколоу из Принстонского университета разработали серию «клиньев стабилизации климата», которые могут позволить нам поддерживать качество нашей жизни, избегая катастрофических изменений климата, и «возобновляемые источники энергии» в совокупности составляют наибольшее количество их «клиньев».

Марк З. Джекобсон, профессор гражданского и экологического инжиниринга в Стэнфордском университете и директор его программы «Атмосфера и энергия», говорит, что производство всей новой энергии с помощью энергии ветра, солнечной энергии и гидроэнергетики к 2030 году осуществимо, и что существующие механизмы энергоснабжения могут должны быть заменены к 2050 году. Препятствия на пути реализации плана использования возобновляемых источников энергии считаются «прежде всего социальными и политическими, а не технологическими или экономическими». Якобсон говорит, что сегодняшние затраты на энергию с использованием ветровой, солнечной и водной систем должны быть аналогичны сегодняшним затратам на энергию из других оптимально рентабельных стратегий. Основным препятствием для этого сценария является отсутствие политической воли. Его выводы были оспорены другими исследователями.

Якобсон опубликовал ответ, в котором оспаривал этот фрагмент по пунктам и утверждал, что авторы были мотивированы верностью энергетическим технологиям, исключенным из статьи 2015 года.

Аналогичным образом, в Соединенных Штатах независимый Национальный исследовательский совет отметил, что «существует достаточно внутренних возобновляемых ресурсов, чтобы возобновляемая электроэнергия играла важную роль в будущем производстве электроэнергии и, таким образом, помогала решать проблемы, связанные с изменением климата, энергетической безопасностью и эскалацией роста». затрат на энергию ... Возобновляемая энергия является привлекательным вариантом, потому что возобновляемые ресурсы, имеющиеся в Соединенных Штатах, взятые вместе, могут поставлять значительно большее количество электроэнергии, чем общий текущий или прогнозируемый внутренний спрос ".

Основными препятствиями для широкого внедрения крупномасштабных стратегий использования возобновляемых источников энергии и низкоуглеродной энергетики являются политические, а не технологические. Согласно отчету Post Carbon Pathways 2013, в котором рассматривались многие международные исследования, ключевыми препятствиями являются: отрицание изменения климата, лобби ископаемых видов топлива, политическое бездействие, неустойчивое потребление энергии, устаревшая энергетическая инфраструктура и финансовые ограничения.