En base a lo dicho por tanis_69, sin encomendarme a Dios ni al Diablo me lancé a hacer una prueba.
En una escena limpia puse una esfera, le di uvs y le puse el material toon, uno tal cual viene de casa y uno modificado como el de mi escena. Al renderizar ¡Zas!, aparecen iluminados, pero sin marcar las sombras.
Como elemento de control puse un cubo con material blinn, que cuando había luz se veía bien y cuando elimino la luz no se ve (como es de esperar).
En base a esto, me atrevo a decir que tal y como dice tanis, los materiales toon aparecen en el render, de un modo u otro.
Bueno, pues ya está, muchas gracias a todos!