Unter dem Begriff Power-to-X werden Technologien zusammengefasst, die ein zukünftiges Überangebot von Strom aus erneuerbaren Energien wie Windenergie oder Solarenergie und Wasserkraft nutzen oder speichern können. Auf diesem Weg lässt sich die fluktuierende Erzeugung aus den Erneuerbaren Energien in steuerbare Energie umwandeln. Je nach Verwendungszweck lässt sich zwischen Power-to-X, Power-to-Gas, Power-to-Liquid und Power-to-Heat unterscheiden.

Beim Power-to-Gas-Verfahren (kurz PtG, P-t-G oder P2G) wird durch Wasserelektrolyse unter Einsatz von elektrischem Überschussstrom und ggfls. CO₂ ein Gas hergestellt. Dieses Gas (z.B. Wasserstoff oder Methan) kann entweder gespeichert werden oder als chemischer Rohstoff dienen. Gespeichertes Gas kann später in Zeiten geringer Erneuerbaren-Einspeisung in Gaskraftwerken rückverstromt werden. Zur Speicherung bietet sich das Gasnetz an. Das Gas lässt sich jedoch auch in flüssige Energieträger umwandeln. In diesem Fall spricht man von Power-to-Liquid.

Das Power-to-Liquid-Verfahren (kurz PtL, P-t-L oder P2L)  hat die Herstellung flüssiger Kraftstoffe zum Ziel. Flüssige Kraftstoffe lassen sich im Vergleich zum produzierten Gas besser speichern. Der Einsatz von P-t-L-Kraftstoffen macht vor allem dort Sinn, wo eine direkte Elektrifizierung mit erneuerbarem Strom nur schwer möglich ist. Hier sind vorrangig der Schwerlastverkehr (Bahn, LKW, Schiffe) und der Flugverkehr zu nennen.

Beim Power-to-Heat-Verfahren (kurz PtH, P-t-H oder P2H) wird aus dem erneuerbaren Überschussstrom Wärme gewonnen. Möglich sind dabei elektrisch beheizte Kessel oder auch der Einsatz von Wärmepumpen. Das Verfahren ist besonders gut für die Kopplung der Sektoren geeignet, denn durch den Einsatz von Power-to-Heat lassen sich im Wärmesektor fossile Energieträger einsparen und so die CO₂-Emissionen verringern.