Greenpeace fordert, die Brennelementesteuer deutlich höher anzusetzen. Nach Angaben der Umweltschutzorganisation wäre eine Brennelementesteuer mit 2,5 Cent pro kW/h angemessen. Für die Bundesregierung würde dies, anstelle der erwarteten 2,3 Milliarden Euro pro Jahr aus der aktuell geplanten Brennelementesteuer in Höhe von 1,5 Cent pro kW/h, Steuereinnahmen in Höhe von etwa 3,5 Milliarden Euro einbringen.
Diese Erhöhung stünde nach Ansicht von Greenpeace in Relation zu den Gewinnen der Atomkonzerne, die aufgrund des Emissionshandels durch die höheren Strompreise erzielt werden und nicht gerechtfertigt seien. Obwohl die Atomkonzerne keinerlei Mehrkosten tragen müssen, erhalten diese höhere Preise für Atomstrom.
Diesbezüglich wurde bereits im Oktober 2009 eine Berechnung eines Stufenmodells für eine Atomsteuer durch das Forum Ökologisch-Soziale Marktwirtschaft FÖS für Greenpeace durchgeführt. In diesem Stufenmodell wurde eine Atomsteuer von 2,5 Cent bis 2012 angesetzt, die sich ab 2013 auf 3,5 Cent erhöht. Das Resultat ergab bis 2014 Steuereinnahmen in Höhe von 13,7 Milliarden Euro. Bei dieser Berechnung wurde die Zielsetzung des Atomausstiegs ebenfalls berücksichtigt. Das Stufenmodell würde trotz der einkalkulierten Laufzeitverlängerungen im Regierungskonzept Steuermehreinnahmen von 4,5 Milliarden Euro bedeuten.
Nach Angaben des Energieexperten von Greenpeace, Andree Böhling, sei eine Einführung einer Atomsteuer seit langem überfällig unabhängig von einer Laufzeitverlängerung der Atomkraftwerke. Die Milliardengewinne der Atomkonzerne mit ihrem Atomstrom stehen zugleich Kosten in Höhe von mindestens 3,7 Milliarden Euro für die Bürger gegenüber, die aus der stillgelegten Schichtanlage Asse resultieren, die als Endlager für radioaktive Abfälle genutzt worden war. Die Steuerzahler müssen derzeit allein für die Sanierung des Endlager aufkommen.