Towards a more sustainable B2C delivery in Barcelona: bridging consumer, parcel carrier, and municipal perspectives

Abstract

(English) The rapid growth of e-commerce is worsening the negative effects of urban distribution on cities. Although the last-mile segment comprises only a small part of the supply chain, its impact is disproportionately high in terms of noise, congestion, emissions, and public space use. As online shopping expands, the distribution model has remained largely unchanged, with companies simply adding more delivery vehicles to meet demand. This vehicle increase intensifies negative urban impacts, and Barcelona is no exception. Given the significant social, environmental, and economic consequences of the current urban distribution model for online purchases, exploring and implementing alternative approaches is essential. This requires considering the perspectives of all stakeholders involved in or influencing urban e-commerce distribution: consumers, parcel carriers, and municipalities. Understanding these perspectives helps identify the actions each group must take to transition toward more sustainable distribution models. This thesis proposes and analyses sustainable B2C distribution solutions for Barcelona by bridging these three perspectives, aiming to reduce noise, congestion, and pollution while improving public spaces. First, the perspective of consumers is examined. The literature highlights that e-commerce consumer behaviour is highly location-dependent; thus, a dedicated survey is conducted among Barcelona consumers. Analysis revealed four distinct consumer clusters: occasional male shoppers, who shop online once or less per month and prefer home delivery; frequent male shoppers, who shop more than three times per month and also favour home delivery; regular female shoppers, who shop once or twice per month and tend to use collection points; and occasional female shoppers, who shop online once or less per month and also prefer home delivery. To encourage greener delivery choices, increasing home delivery costs may influence occasional shoppers, while alternative strategies are needed for frequent male shoppers. Second, the perspective of parcel carriers is analysed. The literature suggests that Out-of-Home Delivery (OOHD) options and Urban Consolidation Centres (UCCs) support more sustainable distribution. Based on the characteristics of parcel carriers in Barcelona, a methodology is designed to identify optimal locations for these infrastructures and quantify associated transport and environmental costs. Implementing OOHD and UCCs in Barcelona is evaluated across various carrier types and scenarios. Results show both strategies reduce costs, with the greatest benefits observed when transhipment spaces and trolleys are used by high- and medium-volume carriers. For low-volume carriers, delivering 50% of parcels to collection points offers greater savings than using transhipment spaces. Third, the municipal government’s perspective is considered. The literature identifies designated loading and unloading time windows and road pricing strategies as possible regulatory tools to reduce freight distribution impacts. These measures are adapted to Barcelona’s context. Simulations show that avoiding peak hours with time windows significantly reduces economic impacts. To further reduce B2C externalities, introducing a strategic, variable fee for L/U area use proves even more effective. Through its methodologies and results, this thesis demonstrates the potential to reduce the impact of B2C distribution in Barcelona. Moreover, the findings offer a valuable resource not only for local authorities and parcel carriers seeking to lower economic and environmental costs but also for other cities facing similar challenges.

(Català) El creixement ràpid del comerç electrònic està agreujant els efectes negatius de la distribució urbana. Tot i que l’última milla representa només una petita part de la cadena logística, el seu impacte és alt en termes de soroll, congestió, emissions i ús de l’espai públic. Les compres en línia augmenten, però el model de distribució s’ha mantingut similar, incrementant el nombre de vehicles per satisfer la demanda, fet que intensifica els impactes negatius i Barcelona no n’és una excepció. Davant les conseqüències socials, ambientals i econòmiques del model actual, cal explorar enfocaments alternatius. Per fer-ho, és fonamental entendre les perspectives dels principals agents implicats: consumidors, operadors logístics i autoritats municipals. Aquesta tesi proposa solucions sostenibles de distribució B2C per a Barcelona mitjançant la integració d’aquestes perspectives, amb l’objectiu de reduir soroll, congestió i contaminació, i millorar l’espai públic. Primer, s’analitza la perspectiva dels consumidors. Atès que el comportament de compra en línia depèn del context geogràfic, es realitza una enquesta a la població de Barcelona. L’anàlisi identifica quatre perfils: homes compradors ocasionals (una vegada al mes o menys, amb preferència pel lliurament a domicili); homes freqüents (més de tres vegades al mes, també amb preferència pel lliurament a domicili); dones regulars (una o dues vegades al mes, amb tendència als punts de recollida); i dones ocasionals (un cop al mes o menys, amb preferència pel domicili). Per fomentar opcions més sostenibles, l’augment del cost del lliurament a domicili podria influir en els compradors ocasionals, mentre que per als freqüents caldria aplicar altres estratègies. Segon, s’estudia la perspectiva dels operadors logístics. La literatura apunta que el lliurament fora de domicili (OOHD) i els centres de consolidació urbana (UCC) poden afavorir models més sostenibles. S’elabora una metodologia per identificar ubicacions òptimes per a aquestes infraestructures i quantificar-ne els costos econòmics i ambientals. L’impacte més gran es dona quan els operadors de volum alt i mitjà utilitzen espais de transbord i carretons. Per als operadors amb volums baixos, distribuir el 50% dels paquets a punts de recollida genera més estalvi que l’ús d’espais de transbord. Tercer, es tracta la perspectiva del govern municipal. La literatura destaca mesures com les finestres horàries per a càrrega i descàrrega i la tarifació viària per mitigar els impactes del repartiment. Aquestes estratègies s’adapten al context de Barcelona. Les simulacions mostren que evitar les hores punta amb finestres horàries pot reduir significativament els impactes econòmics. Mitjançant les metodologies aplicades i els resultats obtinguts, aquesta tesi demostra el potencial de reducció de l'impacte del comerç electrònic a Barcelona. A més, pot esdevenir un recurs útil no només per a les autoritats municipals i els operadors logístics locals, sinó també per a altres ciutats i agents que afronten reptes similars.

(Español) El crecimiento acelerado del comercio electrónico está agravando los efectos negativos de la distribución urbana. Aunque la última milla representa solo una pequeña parte de la cadena logística, su impacto es alto en términos de ruido, congestión, emisiones y uso del espacio público. A pesar del aumento de compras en línea, el modelo de distribución sigue siendo similar, con más vehículos para satisfacer la demanda, lo que intensifica los efectos negativos y Barcelona no es una excepción. Ante las consecuencias sociales, ambientales y económicas del modelo actual, es necesario explorar enfoques alternativos. Para ello, deben considerarse las perspectivas de los principales actores: consumidores, operadores logísticos y autoridades municipales. Esta tesis propone soluciones sostenibles para la distribución del comercio electrónico en Barcelona, integrando estas visiones con el objetivo de reducir ruido, congestión y contaminación, y mejorar el espacio público. Primero se analiza la perspectiva de los consumidores. Dado que el comportamiento varía según el contexto, se diseña una encuesta específica para la población de Barcelona. El análisis revela cuatro perfiles: hombres compradores ocasionales (una vez al mes o menos, prefieren entrega a domicilio); hombres frecuentes (más de tres veces al mes, también con preferencia por el domicilio); mujeres regulares (una o dos veces al mes, con uso habitual de puntos de recogida); y mujeres ocasionales (una vez al mes o menos, también con preferencia por el domicilio). Para fomentar opciones más sostenibles, un aumento en el coste de la entrega a domicilio podría influir en los compradores ocasionales, mientras que los frecuentes requerirían otras estrategias. En segundo lugar, se estudia la perspectiva de los operadores logísticos. La literatura sugiere que la entrega fuera de domicilio (OOHD) y los centros de consolidación urbana (UCC) pueden contribuir a modelos más sostenibles. Se desarrolla una metodología para identificar ubicaciones óptimas de estas infraestructuras en Barcelona y cuantificar sus costes económicos y ambientales. Los resultados muestran que ambas estrategias reducen costes. El mayor impacto se da cuando operadores de volumen alto y medio usan espacios de transbordo y carritos. Para operadores de bajo volumen, distribuir el 50 % de los paquetes en puntos de recogida es más eficiente que el uso de espacios de transbordo. En tercer lugar, se aborda la perspectiva del gobierno municipal. Se identifican medidas como ventanas horarias para carga y descarga y estrategias de tarificación vial. Adaptadas al contexto de Barcelona, las simulaciones muestran que evitar las horas punta puede reducir significativamente el impacto económico. Sin embargo, para lograr una mayor disminución de las externalidades, la introducción de una tarifa variable estratégica sobre las zonas de carga y descarga resulta ser la opción más eficaz. A través de las metodologías aplicadas y los resultados obtenidos, esta tesis demuestra el potencial para reducir el impacto del comercio electrónico en Barcelona y ofrece una base útil para autoridades locales y otras ciudades con desafíos similares.