No tengo cifras actualizadas del consumo de energía de los teléfonos inteligentes, pero creo que la CPU y la GPU deberían estar en algún lugar al mismo nivel. Corrígeme si estoy equivocado.
En general, tratar de optimizar partes de su código que dependen del rendimiento siempre es algo bueno, no solo porque ahorra batería, sino también porque puede alcanzar dispositivos con hardware menos potente. También siempre animo a las personas a usar OpenGL ES 2.0 / OpenGL 3.0 para juegos, porque el poder de los sombreadores es, como dijiste, reducir el esfuerzo al mínimo y proporcionar mucha más flexibilidad.
Pero, en base a la suposición de que está renderizando algunos sprites 2D, diría que la GPU está principalmente en estado inactivo. Eso significa que la CPU posiblemente tendrá más impacto en la duración de la batería que la GPU, por lo que no debe esperar resultados demasiado positivos aquí. Le recomiendo que intente mejorar sus algoritmos que se ejecutan en la CPU antes de optimizar los de la GPU, pero también usaría sombreadores por razones de flexibilidad. Al menos si puede ignorar los dispositivos que existen sin soporte para OpenGL ES 2.0 (nuevamente, no tengo cifras ^^).