Має величезний потенціал у розвитку енергетики Казахстану відновлювана енергетика Казахстану особливо від вітру та малих гідроелектростанцій. Республіка Казахстан має потенціал виробляти в 10 разів більше енергії, ніж їй зараз потрібно, лише за рахунок енергії вітру. Але на відновлювані джерела енергії припадає лише 0,6 відсотка всіх енергетичних установок. З них 95 відсотків походять від малих гідроенергетичних проектів. Основними бар'єрами для інвестицій у відновлювану енергію є відносно високі витрати на фінансування та відсутність єдиних тарифів на подачу електроенергії з відновлюваних джерел. Обсяг та тривалість тарифів на відновлювані джерела енергії оцінюються окремо для кожного проекту на основі техніко-економічних обґрунтувань та витрат на генерацію для конкретного проекту. Енергія від вітру, сонячної енергії, біомаси та води до 35 МВт, плюс геотермальні джерела, мають право на тариф, а передавальні компанії повинні купувати енергію виробників відновлюваної енергії. Зараз готується поправка, яка вводить та уточнює тарифи, характерні для технологій. Очікується, що він буде прийнятий парламентом до кінця 2014 р. Крім того, показник Світового банку «Легкість ведення бізнесу» показує, що країна є відносно сприятливою для інвесторів, посідаючи її на 10-му місці щодо захисту інвесторів.
Казахстан є учасником Рамкової конвенції ООН про зміну клімату (1995 р.) І ратифікував Кіотський протокол у 2009 р. Казахстан зобов'язався зменшити викиди парникових газів. Більша кількість відновлюваних джерел енергії в енергетичному балансі Казахстану є одним із найефективніших механізмів зменшення шкідливих наслідків енергетичного сектору та диверсифікації національних потужностей із виробництва енергії.
Щоб допомогти Казахстану досягти своїх цілей із виробництва відновлюваної енергії, Європейський банк реконструкції та розвитку (ЄБРР) запускає Казахстанський фонд фінансування відновлюваних джерел енергії (KazREFF). KazREFF має на меті надати підтримку розвитку та боргове фінансування проектів відновлюваної енергетики, які відповідають необхідним комерційним, технічним та екологічним критеріям. Підтримувані технології відновлюваної енергетики включатимуть сонячні, вітрові, малі гідроенергетичні, геотермальні, біомасу та біогаз. Механізм включає суму до 50 млн євро для фінансування проектів, а також до 20 млн євро пільгового фінансування з Фонду чистих технологій (CTF) та технічну допомогу, що фінансується урядом Японії через Фонд співпраці Японії та ЄБРР.
У 2019 році Казахстан відкрив 21 об'єкт відновлюваної енергетики. Кількість зеленої енергії подвоїлося за три роки. У 2017 році станції з відновлюваними джерелами енергії виробляли більше одного мільярда кВт·год. У 2019 році цей показник зріс майже до 2,5 млрд кВт·год. Станом на 2020 рік у Казахстані функціонує 97 об'єктів відновлюваної енергетики, причому понад половина відновлюваної енергії виробляється на сонячних електростанціях.
Поточний статус У 2013 році уряд Казахстану прийняв новий закон «Про підтримку використання відновлюваних джерел енергії». Це підвищує тарифи на подачу енергії для окремих технологій відновлюваної енергії, таких як біомаса, сонячна енергія, вітер, геотермальна та гідроенергетика, до 35 МВт. Вартість програми оцінюється в 1100 млрд тенге (близько 5,3 млрд євро). План розвитку альтернативної та відновлюваної енергетики в Казахстані на 2013—2020 роки був прийнятий урядом у 2013 році. План має на меті встановити близько 1040 МВт відновлюваної енергетичної потужності до 2020 року, включаючи 793 МВт від вітру, 170 МВт від гідроенергії та 4 МВт від сонячні джерела. Вартість плану оцінюється у 317,05 млрд. Тенге (близько 1,25 млрд. Євро). Також у 2013 році уряд Казахстану прийняв програму «Енергоефективність 2020», яка планує щорічно зменшувати споживання енергії на 10 відсотків до 2015 року. У 2012 році також була прийнята довгострокова стратегія для Казахстану (до 2050 року). Стратегія встановлює амбіційні мета генерувати 50 відсотків усієї енергії з альтернативних джерел енергії, включаючи відновлювані джерела. Існує більше стимулів для інвестицій у відновлювану енергію.
22 листопада 2012 року Міжнародне бюро виставок обрало Астану місцем проведення ЕКСПО-2017, яке було зосереджено на майбутніх енергетичних питаннях. Тема майбутньої енергетики спрямована на те, щоб зосередитись як на майбутньому енергетики, так і на потенційних енергіях майбутнього. Казахстан прекрасно усвідомлює, що настав час, коли світ перейшов від викопного палива до відновлюваних джерел енергії. Вибір Астани як міста, що приймає, особливо примітний, оскільки ЕКСПО-2017 вперше провела велику міжнародну виставку такого роду в країні колишнього Радянського Союзу. Участь взяли понад 100 країн та 10 міжнародних організацій. Виставка зібрала та продемонструвала найкращі світові розробки в галузі енергозбереження, а також найновіші технологічні досягнення в енергетиці сонця, вітру та води. Більше того, енергія для самої виставки була отримана з відновлюваних джерел енергії, що виробляються всередині країни.
Гідроенергетика
Малі гідроелектростанції є найбільш швидко розвиваються сферами використання відновлюваної енергії в країні. Таким чином, у період з 2007 р. до 2010 р. Алматинська область запровадила п'ять малих гідроелектростанцій загальною встановленою потужністю 20 МВт. Одним із важливих напрямків енергоефективності економіки Казахстану є будівництво гідроелектростанцій на малих річках, що працюють без збереження дамб. На гідроенергію припадає приблизно 13 % від загальної генеруючої потужності Казахстану, що забезпечує близько 7,78 ТВт·год з 15 великих ГЕС (загальною потужністю 2,248 ГВт). До великих гідроелектростанцій належать електростанції Бухтирма (750 МВт), Шульбінськ (702 МВт) та Усть-Каменогорськ (315 МВт) на річці Іртиш, станція Капшагай (364 МВт) на річці Ілі, Мойнак (300 МВт) на Чарин Рівер та завод «Шардаринська» (104 МВт) на річці Сирдар'я. Малі (1—10 МВт) та середні (10—50 МВт) гідроенергетичні проекти стали більш популярними через низьку вартість, надійність та очевидну екологічність. Існує сім малих гідроелектростанцій (<10 МВт), загальною встановленою потужністю 78 МВт та розрахунковим потенціалом 13 ТВт·год, що охоплюють східний та південний Казахстан, провінції Жамбил та Алмати. За словами експертів, за умови встановлення менших ГЕС близько 8 млрд кВт·год може виробляти щороку, і цього більш ніж достатньо для задоволення попиту, який зараз задовольняється за рахунок імпорту з Центральної Азії. У грудні 2011 року в рамках реалізації Державної програми швидкого індустріально-інноваційного розвитку введена в експлуатацію Мойнакська ГЕС (300 МВт). Ряд проектів із будівництва менших ГЕС реалізується на півдні Казахстану
Сонячна енергія
У Казахстані є райони з високою інсоляцією, які можуть бути придатними для сонячної енергії, особливо на півдні країни, отримуючи від 2200 до 3000 годин сонячного світла на рік, що дорівнює 1200—1700 кВт/м2 щорічно. І концентрована сонячна теплова, і сонячна фотоелектрична (PV) мають потенціал. Поблизу Алмати є сонячна фотоелектрична установка потужністю 2 МВт, а в даний час у провінції Жамбыл на півдні Казахстану будуються шість сонячних електростанцій загальною потужністю 300 МВт. На додаток до сонячної фотоелектричної батареї, вигідна концентрована сонячна теплова енергія, оскільки їй не потрібна вода для роботи, тому її можна використовувати в пустельних та напівпустельних районах, матеріали (сталь, скло та бетон) виготовляються вітчизняного виробництва в Казахстані та легко доступні, а сонячні теплові електростанції накопичують енергію у вигляді тепла, яке набагато ефективніше, ніж батареї, що використовуються у фотоелектричних системах, і дозволяє виробляти електроенергію на вимогу навіть після заходу сонця, дозволяючи задовольняти як базове, так і пікове навантаження. В даний час не планується встановлювати концентровану сонячну теплову електростанцію, хоча уряд планує створити 1,04 ГВт відновлюваної енергетичної потужності до 2020 року. Південний Казахстан, Кизилординська область та Аральський регіон є найбільш підходящими місцями для будівництва сонячних електростанцій.
Найбільш значним проектом у цій галузі, реалізованим у 2002 році в Казахстані та фінансуваним ООН, було встановлення 50 призматичних сонячних електростанцій потужністю 100 літрів води кожна та 50 сонячних фотокамер із використанням води з річки Сирдар'я для забезпечення жителі двох сіл Аральського краю для питної води та опалення.
Зокрема, згідно Плану заходів з альтернативної та відновлюваної енергетики в Казахстані, до кінця 2020 року планується ввести в дію близько 28 проектів сонячної енергетики загальною встановленою потужністю 713,5 МВт.
Європейський банк реконструкції та розвитку (ЄБРР) фінансував два сонячні парки в Казахстані. Перший, 50 МВт Burnoye Solar 1, був створений у квітні 2014 року. Другий, відомий як Burnoye Solar 2, також має потужність 50 МВт і буде розташований у районі Жамбил.
Енергія вітру
Географія степових районів Казахстану робить його придатним для використання у вітроенергетиці, і передбачуваний потенціал енергії вітру, який можна економічно розвинути, становить близько 760 ГВт. Близько 50 % території Казахстану має середні швидкості вітру, придатні для виробництва енергії (4—6 м/с) з найсильнішим потенціалом у Каспійському морі, центральних та північних регіонах. Найбільш перспективні окремі ділянки знаходяться в Алматинському районі, біля Джунгарських (Джунгарських) воріт, за 600 км на північний схід від Алмати, недалеко від кордону Сіньцзян та коридору Чилик, що знаходиться в 100 км на схід від Алмати. Потенціал вітру 525 Вт/м2 у воротах Джунгара та 240 Вт/м2 в коридорі Чилик був оцінений з урахуванням вироблення електроенергії від вітрогенераторів, які потенційно можуть досягати 4400 кВт·год / МВт та 3200 кВт·год / МВт відповідно. Наразі Міністерство промисловості та нових технологій обрало 10 майданчиків для будівництва великих вітроелектростанцій (ВЕС) загальною потужністю 1000 МВт з метою комерційного виробництва електроенергії в обсязі 2—3 млрд кВт·год. Наразі в Казахстані працює лише одна вітроенергетична установка; вітроелектростанція Кордай потужністю 1500 кВт була запущена в грудні 2011 року в Жамбильській області.
Нещодавно одна з енергетичних компаній Казахстану, АТ «Самрук-Енергія», отримала від Євразійського банку розвитку позику у розмірі 94 мільйони доларів для будівництва найбільшої вітряної електростанції в Казахстані. Проект дозволить виробляти 172 мільйони кіловат / годин електричної енергії на рік, заощадити більше 60 мільйонів тонн вугілля та зменшити викиди парникових газів.
Перший завод по виробництву вітрогенераторів у пострадянському регіоні планується побудувати в казахстанському Актобе. Очікується, що цей проект вартістю 84 мільйони євро (95,3 мільйона доларів США) створить 500 робочих місць.
Біоенергетика