2단계는 2006년 기업소의 무연탄가스화 공정 건설과제가 제시되면서 착수되었다. 비료 생산의 원료를 나프타에서 무연탄으로 바꾸기로 했기 때문이며 북한의 핵심 투자산업이었으나 실제 공사는 2년 후 본격화되었다.
2단계는 2006년 4월 최고인민회의 11기 4차 회의에서 기업소의 무연탄가스화 공정 건설과제가 제시되면서 착수되었다. 앞서 서술했듯이 원유확보 전망이 개선되지 않는 상황에서 나프타에 의한 비료 생산을 고집할 수 없다는 판단하에 원료를 나프타에서 무연탄으로 바꾸기로 한 것이다. 이는 흥남비료련합기업소의 갈탄가스화 공정 설치와 함께 화학공업 분야뿐만 아니라 전체 북한산업 투자 사업 중 핵심사업 중의 하나로 김정일의 관심 하에 추진되었다. 그러나 실제 공사가 본격화된 것은 2년 여가 경과한 2008년 5월부터로 추정된다. 한편 북한은 일본에 핵불능화 진전에 따른 경제·에너지 지원의 하나로 무연탄가스화 설비 비용 4,000만 달러를 요청한 것으로 확인되었는데 이 공사에 필요한 자금 확보 목적이었던 것으로 보인다.