Die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energieträger führt zu einer Verdrängung fossiler Energien und somit zu einer zunehmenden Vermeidung klimaschädlicher Treibhausgase. Das Umweltbundesamt führt jährlich aktualisierte Analysen zu vermiedenen Treibhausgasen in den Sektoren Strom, Wärme und Verkehr durch (siehe Abb. „Netto-Bilanz der vermiedenen Treibhausgas-Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien“). Die Berechnungen des Umweltbundesamtes zeigen, dass erneuerbare Energien insbesondere Steinkohle und Erdgas aus dem deutschen Energiemix verdrängen. Im Bereich der Wärmeversorgung und im Verkehrssektor führt der Einsatz erneuerbarer Energien aber auch zu signifikanten Einsparungen von Heizöl, Dieselkraftstoff und Ottokraftstoff.

Den weitaus größten Beitrag zur Vermeidung von Emissionen leistet die regenerative Stromerzeugung (siehe Abb. „Vermiedene Treibhausgas-Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Stromsektor“). Erneuerbare Energien im Wärmesektor tragen besonders durch die Nutzung biogener Festbrennstoffe zur Vermeidung von Treibhausgasen bei (siehe Abb. „Vermiedene Treibhausgas-Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmesektor“). Durch Biokraftstoffe konnten in den letzten Jahren ebenfalls kontinuierlich Emissionen in Umfang von mehreren Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente vermieden werden (siehe Abb. „Vermiedene Treibhausgas-Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Verkehrssektor“). Allerdings bleibt der Verkehrssektor der Bereich mit dem geringsten Anteil an erneuerbaren Energien. Insgesamt stiegen die Emissionen aus dem Verkehrssektor auf Grund eines erhöhten Verkehrsaufkommens in den letzten Jahren wieder an.

Die Entwicklung seit dem Jahr 2005 zeigt, dass sich der erfolgreiche Ausbau der erneuerbaren Energien besonders im Stromsektor positiv auf die Vermeidung von Treibhausgasen auswirkt: hier werden mittlerweile mehr als doppelt so viele Treibhausgase vermieden wie noch 2005.