Dans le cadre de la démarche de développement durable menée conjointement par la Ville de Besançon et le Grand Besançon, une Charte de l'Environnement a été réalisée en 2005. Évaluée fin 2008, cette Charte de l'Environnement a fait l'objet d'une transformation en Agenda 21 en 2010.
L'Agenda 21 comporte 3 axes :
- Agir solidairement
- Réduire les émissions de gaz à effet de serre
- Préserver les ressources naturelles et valoriser les ressources locale
En novembre 2007, le Conseil de Communauté décide l'élaboration d'un Plan Climat Energie Territorial à l'échelle des 59 communes de l'agglomération, co-élaboré avec la Ville de Besançon. Le Plan Climat Energie Territorial (PCET) constitue alors le volet opérationnel de l'axe 1 de l'Agenda 21, relatif à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.
En février 2009, le Grand Besançon et la Ville de Besançon signent la Convention européenne des maires sur le changement climatique.
La Communauté d'Agglomération du Grand Besançon et la Ville de Besançon sont membres d'Energy Cities. Créée en 1990, Energy Cities est l'association européenne des autorités locales qui inventent leur futur énergétique. Elle représente plus de 1 000 villes ou agglomérations dans 30 pays en Europe.
Le Grand Besançon et la Ville de Besançon sont également engagés dans le processus de labellisation Cit'ergie (démarche de labellisation européenne pour une politique énergétique locale durable).
En 2007, l'agglomération reçoit la reconnaissance Cap Cit'ergie tandis que la Ville de Besançon est certifiée Cit'ergie.
Cette même année, un diagnostic énergétique territorial assoit le rôle du Grand Besançon dans le domaine de l'énergie, notamment en matière d'observation permanente et d'appui aux communes dans la conception d'actions correctrices.

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