進入新世紀，臺山市充分發揮自身優勢，積極發展燃煤電廠、核電站、風電場等大型電能源項目，電力能源種類齊、規模大，是廣東重要的電能源基地。中國能源協會于2007年11月授予臺山市“中國電能源產業基地”榮譽稱號。

　　臺山電廠位于臺山市赤溪鎮銅鼓灣，三面環山，南面臨海，與以“銅鼓濤聲”聞名的黑沙灣相傍。該項目分兩期建設，一期為5臺60萬千瓦燃煤機組，二期工程計劃擴建4臺并預留2臺100萬千瓦燃煤機組，最終容量可達900萬千瓦，是當時亞洲規劃建設規模最大的火力發電廠。

　　一期工程首臺60萬千瓦機組2001年10月開工建設，2003年12月建成投產，工期25.5個月，創國內同類機組建設工期最短紀錄。2003年12月13日《人民日報》以《銅鼓灣的超越》為題對創造這一奇跡的經過作了詳細報道。臺山電廠堅持以循環經濟戰略為主導，建設清潔生態環保電站。一期工程5臺機組全部投入脫硫效率較高的濕法脫硫系統，5號機組在廣東省內率先投入脫硝系統。實現了“煙囪不冒煙、廠房不漏氣、廢水不外排、噪聲不擾民和灰渣再利用”的環保目標。

　　二期工程首兩臺100萬千瓦機組于2011年全面竣工，臺山電廠總裝機容量達到500萬千瓦，成為南方電網裝機容量最大的火力發電廠。

　　臺山電廠還積極支持并參與國家電力體制改革。2006年11月13日，廣東省政府在江門市舉行臺山市大用戶直購電試點合同簽約及啟動儀式，廣東電網公司、廣東國華粵電臺山發電有限公司和首批參加試點的臺山市金橋鋁型材廠、臺澳鋁業（臺山）、臺山市化學制藥、臺山市富誠鋁業、華美（臺山）五金制品及臺山市威利邦木業等6家大用戶簽訂了直購電試點合同，臺山大用戶直購電試點正式實施。

　　臺山市大用戶直購電試點是全國第一個“點對多點”（一個發電廠直接向多個大用戶售電）模式的大用戶直購電試點。2009年6月，國家電力監管委員會、國家發展和改革委員會、國家能源局在總結臺山直購電試點經驗的基礎上，出臺電監市場〔2009〕20號文件，進一步開放電力市場，規范和推進電力用戶與發電企業直接交易試點工作。

　　臺山核電站選址地處臺山市赤溪鎮腰古灣海濱，規劃建設4臺EPR三代核電機組（單機裝機容量175萬千瓦，當時世界上單機容量最大的核電機組），并預留有再建2臺機組的場地。建設臺山核電站,引進EPR核電技術，是黨中央、國務院從國家能源戰略高度做出的重大決策。

　　2007年11月26日，在時任國家主席胡錦濤和法國總統薩科奇的共同見證下，中國廣核集團公司與法國電力公司在北京簽署了相關協議，雙方合資建設、運營臺山核電站一期工程。

　　2009年12月21日，臺山核電站開工暨臺山核電合營有限公司成立儀式在人民大會堂金色大廳隆重舉行。時任中共中央政治局常委、國務院副總理李克強，法國總理弗朗索瓦·菲永等出席儀式，共同為臺山核電合營有限公司成立揭牌。

　　2018年1月9日,國家主席習近平與來訪的法國總統馬克龍,在北京人民大會堂共同為臺山核電站1號機組成為“EPR全球首堆工程”揭牌。

　　臺山核電一期工程兩臺機組分別是全球首臺和第二臺建成投產的EPR核電機組。1號、2號機組分別于2009年和2010年開工。1號機組于2018年12月13日建成投產，2號機組于2019年9月7日建成投產。臺山核電站1號和2號機組全部建成投入商運，為全球第三代核電站建設提供了成功范例。

　　臺山市川山群島屬亞熱帶海洋性季風氣候，全年氣候溫暖潮濕，風能資源豐富，具有良好的風電建設條件。上川島風電場是中國廣核集團在華南地區投資建設的第一個風電項目，總建設容量8.5萬千瓦，安裝100臺丹麥VESTAS廠家生產的V52型風機，于2011年4月并網發電。下川島風電場安裝57臺750千瓦風力發電機組，于2011年2月并網發電。中國廣核集團還在臺山沿海地區建設了廣海風電場、汶村風電場和端芬風電場，共安裝145臺單機容量850千瓦的風電機組，于2012年4月并網發電，為我省的新能源發展再添助力。