Im Dezember 2016 stellte die KVB erstmals eine Buslinie, die Linie 133, auf elektrischen Betrieb um. Mit diesen ersten Gelenkbussen mit Batterie, die im europäischen ÖPNV eingesetzt wurden, setzte das Unternehmen einen wichtigen Meilenstein in Richtung emissionsfreie Beförderung von Fahrgästen. Zudem konnte das Unternehmen die Tragfähigkeit des Bus-Ladekonzepts überprüfen, das auf dem Nebeneinander von zentralen Ladevorgängen auf dem Betriebshof in der nächtlichen Betriebspause und der Energieversorgung im Schnellladeverfahren an den Endhaltestellen während des Betriebs beruht.
Angesichts des erfolgreichen Betriebs hat sich die KVB zum Ziel gesetzt, ihren Busbetrieb bis 2030 komplett vom Betrieb mit Dieselbussen auf elektrische Antriebe umzustellen. Ihre Aktivitäten dafür führt sie im Projekt „Smart City KVB“ zusammen, beschafft die benötigten E-Busse und baut die entsprechende Ladeinfrastruktur auf. Das Projekt ist sowohl in Bezug auf die Fahrzeugbeschaffung als auch die erforderliche Infrastruktur erfolgreich. Bis Ende 2021 wuchs die E-Bus-Flotte der KVB auf 56 Fahrzeuge, womit bereits fünf Linien komplett umgestellt sind. Bis Ende 2022 sind bei der KVB 69 E-Busse in der Flotte geplant, bis Ende 2023 sollen es 113 E-Busse sein. Die Umstellung der Linien auf Elektroantrieb erfolgt sukzessive.
Die erforderliche zentrale Ladeinfrastruktur für die E-Busse wurde 2021 auf dem Busbetriebshof Nord der KVB in Anwesenheit der damaligen Bundesumweltministerin Svenja Schulze und des damaligen NRW-Verkehrsministers Hendrik Wüst in Betrieb genommen. Dort können die neuen E-Busse nachts unter drei Carports abgestellt und gleichzeitig über Ladepunkte innerhalb von drei Stunden komplett wieder aufgeladen werden. Die „Betankung“ während des Betriebs erfolgt an Endhaltestellen im Stadtgebiet im Schnellladeverfahren. So kann der gesamte Strombedarf für den Antrieb der Busse, aber auch für alle weiteren Funktionen wie Licht, Klimaanlage, Ticketautomaten etc. gedeckt werden. Der Ökostrom wird über drei Ladestationen bereitgestellt und stammt aus einem benachbarten Umspannwerk der RheinEnergie. Projektbestandteil war auch die Errichtung einer Übergabestation zwischen der Infrastruktur von RheinEnergie und KVB.
Während die Carports empfindliche Techniken auf den Dächern der E-Busse schützen, lassen sich auch die Oberseiten der Carportdächer selbst nutzen. Die KVB hat diese an die RheinEnergie verpachtet, die dort eine Photovoltaik-Anlage errichtet hat und den dort gewonnenen Ökostrom in ihr Netz einspeist.
Neben dem Standort Betriebshof Nord wird die KVB in Köln-Porz einen weiteren Betriebshof für Elektrobusse errichten; dem hat der Rat der Stadt Köln im Juni 2021 zugestimmt. Auf dem perspektivisch für bis zu 150 Elektrobusse ausgelegten Betriebshof werden die Fahrzeuge nach ihrem Linieneinsatz abgestellt, über die Ladeinfrastruktur mit Ökostrom versorgt, gewaschen und gewartet. Im ersten Schritt sollen dort 51 E-Busse abgestellt und geladen werden.