日本の鉄道史
都市交通機関としては、1882年（明治15年）開業の東京馬車鉄道を端緒に、馬車鉄道がまず誕生した。しかし餌や糞尿の問題もあり、世界的な趨勢に従って、電車を用いた軌道交通―すなわち路面電車へまもなく切り替えられることになる。最初の例は1895年（明治28年）開業の京都電気鉄道であった。京都南部の伏見から京都市内まで6.6 kmの区間を走った路面電車で、琵琶湖疏水の水力発電を電源としていた。この鉄道は1918年京都市に買収され、路線は京都市電の一部となった。
日本の気動車史
気動車そのものを代替する技術として、車両に何らかの電源を搭載し、非電化区間を走行可能な電車が開発されている。2000年代以降、鉄道総合技術研究所R291形や先述のキヤE991形を改造したクモヤE995形など、燃料電池を用いた電車の研究が行われている。2010年頃からは、電化区間でパンタグラフから集電し蓄電池に充電してその電力で非電化区間を走行する方式の電車が開発され、2014年にはJR東日本が東北本線・烏山線（宇都宮 - 烏山間）にEV-E301系を営業投入して実用化している。EV-E301系は直流集電式であるが、翌2016年にはJR九州が筑豊本線（若松線）に交流集電式のBEC819系を営業投入した。さらにJR東日本が、BEC819系をベースに耐寒耐雪対応等のカスタマイズを行った交流集電式のEV-E801系を、2017年に奥羽本線・男鹿線（秋田 - 男鹿間）で営業投入した。