Bereits 1990 propagierte die Enquete-Kommission "Schutz des Menschen und der Umwelt" des deutschen Bundestags eine Verringerung des Treibhausgasausstoßes in Deutschland um 80 Prozent bis 2050. Auf dieser Zielvorgabe begründet, hat das Wuppertal Institut bereits weit vor der Energiewende verschiedene Langfrist-Szenarien für das deutsche Energiesystem entwickelt. Diese Szenarien zeigen, dass vor allem eine bedeutend effizientere Energienutzung sowie ein vermehrter Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung und der Erneuerbaren Energien zu einem CO2-armen Energiesystem beitragen können. Auch eine verminderte Nachfrage durch verändertes Verhalten bei der Energienutzung ("Energiesuffizienz") ist ein bedeutender Faktor für die radikale Absenkung der CO2-Emissionen.

Beim Ausstieg aus einem fossilen Energiesystem spielen drei Akteursebenen eine zentrale Rolle:

Für die Wirtschaft besteht die Aufgabe, Produktionsweisen, Produkte und Dienstleistungen zu dekarbonisieren und neue Geschäftsfelder zu entwickeln. Hier zeigt das Wuppertal Institut Wege auf, wie die Industrie diesen Wandel vollziehen kann, wie ein zukunftsfähiger Kraftwerkspark aussehen oder die Dekarbonisierung der energieintensiven Grundstoffindustrie vollzogen werden kann.

Auch die Klimaschutzpolitik von Städten und Kommunen sollte sich strategisch am langfristigen Ziel der kohlenstoffarmen Gesellschaft orientieren. Wie dies aussehen kann, hat das Wuppertal Institut beispielsweise mit der Studie "Sustainable Urban Infrastructure: München – Wege in eine CO2-freie Zukunft" im Auftrag der Siemens AG gezeigt: München kann die CO2-Emissionen bis Mitte des Jahrhunderts um bis zu 90 Prozent reduzieren. Die Studie demonstriert zugleich, dass die Wandlung einer Metropole in einen annähernd CO2-freien Ballungsraum eine große Aufgabe ist, die nur bewältigt werden kann, wenn das Ziel von allen Beteiligten mit hoher Priorität verfolgt wird.

Insbesondere werden Energiesysteme aber auch auf nationaler und internationaler Ebene gestaltet. Mit Studien für Deutschland unter besonderer Berücksichtigung des Energielands Nordrhein-Westfalen, die in einem breiten partizipativen Prozess gemeinsam mit mehr als 400 Stakeholdern aus allen Bereichen in NRW entwickelt wurden, aber auch Studien für Länder wie Tunesien, dem Iran, Tschechien und Ungarn trägt das Wuppertal Institut dazu bei, die jeweiligen politischen Diskurse zum Umbau der Energiesysteme vor allem unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten zu unterstützen.