I årene 2005-2006 ledet Randers det regjeringsoppnevnte Lavutslippsutvalget, som leverte sin rapport til Miljøverndepartementet i oktober 2006. Rapporten viste hvordan Norge kunne redusere sine klimagass-utslipp med to-tredjedeler innen 2050, noe utvalget karakteriserte som «ikke umulig dyrt» I det påfølgende tiåret arbeidet Randers stadig mer fokusert på den globale klimautfordringen, med foredrag og rådgivning over hele kloden. Han søkte primært støtte for det han mente var den eneste og enkleste løsningen på klimaproblemet, nemlig en gradvis utfasing av verdens bruk av kull, olje og gass.