まず第一に今回に関しては勉強代として許容する必要があると思います。
お客様に誤送した上に、特に何の対策も取らず、安い送料で返送してほしいというのは、お客様の負担が大きすぎます。
今回一番損をしているのは、どう見ても、わざわざ着払いの荷物を伝票まで作らされたお客様です。

そして次に同様の問題が発生した場合ですが
１．複数の在庫がある場合（送料の方が高くつくような安い商品の場合）は、返品自体を不要として相手に伝え、商品は２点とも諦める
２．どうしても在庫の返品が必要（ゆうパックなどで着払いが高くつく場合）な時は、クリックッポストやレターパックなどの宛名記載済み封筒を顧客へ再度郵送し、その宛名付封筒に荷物を入れてもらってそのまま郵便ポストへ投函してもらう。
３．仮に送料負担がいくらであったとしても、配送伝票ぐらいは郵送する。

ちなみに、うちで同様の問題が発生した場合
両方のお客様へ返金（また多少のお詫び金も追加）して、終わりにします。
数千円程度なら諦めますね。

両方のお客様と連絡が取れ、しかも商品を戻してもらい、再配送するのは、あまりにも手間がかかりすぎます。
それに片方と連絡取れて返品されても、もう片方から無視される可能性もあり（過去に経験有）リスクが高すぎます。

送り返してくれただけでも、お客様にはありがたいと思わないと・・・。