Eu tenho um W520, mas acho que esta informação deve ser válida também para o T520 (embora haja algumas pequenas diferenças entre as configurações dos dois em relação à porta VGA). Tanto quanto eu posso dizer, o Display Port está conectado diretamente à placa Nvidia. Quando no modo "Optimus" (definido no BIOS), o monitor interno do Thinkpad é controlado pela placa integrada. Como o xrandr não suporta várias placas gráficas que controlam a mesma sessão X (até onde eu saiba), você deve usar o Xinerama se quiser ficar no modo "Optimus" (sem bumblebee) para ter uma única área de trabalho em todos os telas. Isso significa criar um xorg.conf personalizado. Sua outra opção é mudar para o modo gráfico "Discreto" no BIOS para que a placa nvidia seja conectada diretamente ao monitor Thinkpad e à saída DisplayPort. Neste caso, você pode usar o disper para conectar e desconectar facilmente seu monitor externo em tempo real (isso também é sem abelha).
Eu preparei uma postagem no blog aqui delineando a situação para o W520. Ele também contém um xorg.conf para você começar a usar a opção Optimus. Em resumo, acho que, se você quiser uma área de trabalho em todas as telas, terá que evitar o Bumblebee.